DIEGO LIMA CHECHIN CAMACHO ARREBOLA ESTUDO DA … · ABCP Associação Brasileira de Cimento...

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ

CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA URBANA

DIEGO LIMA CHECHIN CAMACHO ARREBOLA

ESTUDO DA INCORPORAÇÃO DA CINZA DO BAGAÇO DE CANA-

DE-AÇÚCAR EM BLOCOS DE CONCRETO

MARINGÁ

2013

DIEGO LIMA CHECHIN CAMACHO ARREBOLA

ESTUDOS DA INCORPORAÇÃO DA CINZA DO BAGAÇO DE CANA-

DE-AÇÚCAR EM BLOCOS DE CONCRETO

Dissertação apresentada ao Programa de

Pós-Graduação em Engenharia Urbana da

Universidade Estadual de Maringá, como

requisito parcial para obtenção do título de

Mestre em Engenharia Urbana.

Orientador: Prof. Dr. Romel Dias Vanderlei

MARINGÁ

2013

RESUMO

O setor da construção civil está em grande crescimento e em consequência deste, ocorre o aumento de consumo de recursos naturais. Pela alta demanda de materiais com qualidade e o setor possuir grande flexibilidade quanto à origem destes, o uso de resíduos desta e outras indústrias se destaca. O bloco de concreto para alvenaria, material utilizado em edificações tanto em alvenaria de vedação como estrutural, foi o material de construção escolhido para avaliar seu desempenho quando utilizado a cinza do bagaço de cana-de-açúcar na substituição parcial dos agregados naturais. Este é um resíduo gerado pelo processo de queima do bagaço da cana-de-açúcar em caldeiras de usinas de álcool e açúcar. Estima-se que atualmente sua produção gira em torno de 3,5 milhões de toneladas no país. Propõem-se a dosagem do concreto seco pelo método de Fernandes (2012), para produzir blocos de concreto para alvenaria de dimensões 14 x 19 x 39 cm, sendo avaliados os parâmetros resistência mecânica à compressão, absorção de água, questão dimensional, aspecto visual, consumo de materiais e custos. Produziram-se blocos de concreto sem CBC, para referência, e com a incorporação nas taxas de 8,79% (grupo 10) e 17,83% (grupo 20), em massa, substituindo parcialmente os agregados naturais. Para cada teor de cinza foram produzidos blocos com quatro relações cimento/agregado de 1:6, 1:9, 1:12 e 1:15, totalizando 12 traços. Os resultados experimentais demonstraram que o uso da CBC não implicou em variabilidade dimensional na etapa de moldagem e produto final. A absorção de água dos blocos apresentou desempenho semelhante aos blocos referência com pequenas variações de resultados, sendo atendidos os requisitos da NBR 6136/2007. Na resistência à compressão os traços do grupo 10 nas relações cimento/agregado 1:6, 1:9 e 1:12 apresentaram resultados melhores que a referência e no grupo 20 valores compatíveis na relação cimento/agregado 1:12. O aspecto visual do acabamento tornou-se mais liso com o incremento de CBC, sendo mais significativo no grupo 20. Do ponto de vista ambiental notou-se que para blocos de 4 MPa o teor de substituição de 8,79% de agregados apresentou mesmo consumo de cimento; para o traço de 6 MPa os ganhos ambientais dos agregados foram os mesmos, com redução do consumo de cimento em 8,4%, no grupo 10. No aspecto dos custos de produção em blocos de 4 MPa não houve variação significativa; para blocos de 6 MPa o grupo 10 reduziu custo em 8,2% e no grupo 20 aumentou em 4,5%.

Palavras-chave: Concreto seco, Resíduo Agroindustrial, Alvenaria.

ABSTRACT

The construction industry is booming and because of this, occurs the increase in consumption of natural resources occurs. Due to the high demand of quality materials and the great flexibility of the sector as to the origin of these, the use of waste in this and other industries stand out. The concrete block masonry, material used in buildings both in masonry fence as structural, was the chosen construction material to evaluate its performance when used sugarcane bagasse ash (SBCA) in partial substitution of natural aggregates. This is a residue generated by the combustion of sugarcane bagasse in boilers of sugar and ethanol mills. It is estimated that it current production, in the country, is around 3.5 million tonnes. We propose the dosage of dry concrete by method of Fernandes (2012), to produce concrete blocks for masonry with dimensions of 14 x 19 x 39 cm, and evaluated mechanical compressive strength, water absorption, dimensional matter, visual appearance, material consumption and costs parameters. Were produced concrete blocks without SBCA, for reference, and with the inclusion rates of 8.79% (group 10) and 17.83% (Group 20), in bulk, partially replacing natural aggregates. For each ash content it were produced blocks with four ratios cement/aggregate of 1:6, 1:9, 1:12, 1:15, totaling 12 traits. The experimental results showed that the use of the CBC did not implied in dimensional variability in the final product and molding step. The water absorption of the blocks showed similar performance to the blocks benchmark with small variations, being met the requirements of ISO 6136/2007. In compressive strength, the traces of group 10 in relations cement/aggregate 1:6, 1:9 and 1:12 showed better results than the reference, and in group 20 compatible values in relation cement/aggregate 1:12. The visual appearance of the workmanship has become flatter with the increase of SBCA, being more significant in the group 20. From the environmental perspective it was noted that for the 4 MPa blocks, the level of substitution of 8.79% aggregates had the same consumption of cement, to the trace of 6 MPa the aggregates’ environmental gains were the same, with reduced consumption cement at 8.4% in group 10. In the aspect of production costs, blocks of 4 MPa has no significant variation; to block 6 MPa the group 10 reduced cost by 8.2% and the group 20 it was increased by 4.5%. Keywords: Dry Concrete, Agroindustrial waste, Masonry.

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

µm Micrometro, 10-6 m

a/c Água/Cimento

ABCP Associação Brasileira de Cimento Portland

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas

ALCOPAR Associação de Produção de Bioenergia do Estado do Paraná

AQUA Alta Qualidade Ambiental

CAA Concreto Autoadensável

CAD Concreto de alto desempenho

CBC Cinza do Bagaço de Cana-de-açúcar

CEF Caixa Econômica Federal

CONAB Companhia Nacional de Abastecimento

CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente

CP II E 32 Cimento Portland Composto com Escória granulada de alto-forno Classe 32 MPa

CPB Cimento Portland Branco

CPV – ARI Cimento Portland de Alta Resistência Inicial

EPE Empresa de Pesquisa Energética

GDACE Grupo de Desenvolvimento e Análise do Concreto Estrutural

HQE Haute Qualité Environnementale

IPT/EPUSP Instituto de Pesquisas Tecnológicas / Escola Politécnica da USP

ISO International Organization for Standardization

LEED Leadership in Energy and Environmental Design

MF Modulo de Finura

MIT Massachusetts Institute of Technology

mm Milímetro, 10-3 m

MPa Megapascal, 106 Pa

NM Norma Mercosul

ONU Organização das Nações Unidas

PNRS Política Nacional de Resíduos Sólidos

PROCEL Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica

RCC Resíduos de Construção Civil

UEM Universidade Estadual de Maringá

USGBC United States Green Building Council

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Resistência à compressão em função da a/c dos concretos (NEVILLE,

1997). ...................................................................................................................... 24

Figura 2 - Fluxograma do processo produtivo de blocos de concreto ..................... 26

Figura 3 - Layout de uma indústria de blocos de concreto. (adaptado de FRASSON

JR., 2000) ................................................................................................................ 26

Figura 4- Influência do tipo de equipamento na resistência a compressão de blocos

de concreto (FERNANDES, 2012b) ........................................................................ 28

Figura 5 - Faixa granulométrica indicada para blocos de concreto e paver. ........... 31

Figura 6 - Exemplo de curva de umidade para um traço genérico. ......................... 33

Figura 7– Representação gráfica do desempenho da resistência à compressão

para diferentes relações agregado/cimento. ........................................................... 34

Figura 8 - Desempenho do volume de vazios em relação às composições de

agregados ............................................................................................................... 37

Figura 9 - Diagrama de dosagem IPT/EPUSP adaptado para blocos de concreto. 39

Figura 10 - Usinas e destilarias do Paraná (ALCOPAR, 2010) ............................... 40

Figura 11 - Organograma do processo de produção de açúcar e álcool

(CORDEIRO, 2006)................................................................................................. 41

Figura 12 - Distribuição granulométrica da areia ..................................................... 55

Figura 13 - Distribuição granulométrica do pó de pedra.......................................... 56

Figura 14 – Distribuição granulométrica do pedrisco .............................................. 57

Figura 15 - Distribuição granulométrica da granilha ................................................ 58

Figura 16 – Aspecto visual da amostra de CBC. (A) Cinza bruta, (B) Material

retirado da CBC após lavagem e (C) CBC lavada e seca. ...................................... 59

Figura 17 - Distribuição granulométrica da CBC ..................................................... 60

Figura 18 – Silo e esteira transportadora da dosadora de agregados .................... 63

Figura 19 - Misturador de eixo horizontal ................................................................ 64

Figura 20 – Vibro-prensa VIBROPREX VP 200 ...................................................... 65

Figura 21 - Armazenamento dos blocos para cura .................................................. 65

Figura 22 - Estufa ................................................................................................... 68

Figura 23 – Tanque para imersão dos blocos de concreto ...................................... 68

Figura 24 - Espalhamento da argamassa de capeamento ..................................... 69

Figura 25 – Nivelamento dos blocos ...................................................................... 69

Figura 26 - Composição granulométrica do grupo 00 e limites de utilização .......... 71



Figura 29 – Resultados dos ensaios de pelota. (A) traço 00-06, (B) traço 00-09, (C)

traço 00-12, (D) traço 00-15 .................................................................................... 78

Figura 30 – Aspecto visual da primeira bandeja produzida. (A) traço 00-06, (B) traço

00-09, (C) traço 00-12, (D) traço 00-15 ................................................................... 78


traço 10-12, (D) traço 10-15 .................................................................................... 80


10-09, (C) traço 10-12, (D) traço 10-15 ................................................................... 81


traço 20-12, (D) traço 20-15 .................................................................................... 83


20-09, (C) traço 20-12, (D) traço 20-15 ................................................................... 83

Figura 35 – Medição das dimensões internas e externas dos blocos. .................... 85

Figura 36 – Comparativo das resistências características entre as diversas relações

agregados/cimento e teor de substituição de CBC aos 7 dias ................................ 88


agregados/cimento e teor de substituição de CBC aos 28 dias .............................. 90

Figura 38 – Curvas de dosagem para o grupo 00 aos 7 e 28 dias .......................... 91



Figura 41 – Gráfico comparativo da absorção de água entre Grupos e relações

agregados/cimento .................................................................................................. 95

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Dimensões reais dos blocos de concreto simples segundo NBR

6136/2007 ............................................................................................................... 13

Tabela 2 - Designação por classe, largura dos blocos e espessura mínima das

paredes segundo NBR 6136/2007. ......................................................................... 14

Tabela 3 - Requisitos para resistência característica à compressão, absorção e

retração segundo a NBR 6136/2007. ...................................................................... 14

Tabela 4 - Série de peneiras utilizavéis no ensaio de peneiramento. ...................... 20

Tabela 5 - Limites recomendados do percentual retido acumulado para blocos e

pavers ..................................................................................................................... 31

Tabela 6 - Sugestão de MF da mistura em função do acabamento, resistência

mecânica ................................................................................................................. 32

Tabela 7 - Granulometrias sugeridas de agregados para produção de blocos de

concreto em função da textura superficial. .............................................................. 35

Tabela 8 - Proporção adequada de agregados para cada grupo de peneiras, em

porcentagens retidas acumuladas (MEDEIROS, 1993 adaptado). ......................... 36

Tabela 9 - Posição do total da energia elétrica gerada no ano de 2009 (CONAB,

2011) ....................................................................................................................... 42

Tabela 10 - Propriedades físicas do CP V-ARI ........................................................ 53

Tabela 11 - Propriedades químicas do CP V-ARI .................................................... 53

Tabela 12 – Características físicas da areia ............................................................ 54

Tabela 13 – Valores retidos e acumulados no ensaio de granulometria .................. 54

Tabela 14 - Características físicas do pó de pedra ................................................. 55


Tabela 16 - Características físicas do pedrisco ....................................................... 56


Tabela 18 - Características físicas da granilha ........................................................ 57


Tabela 20 - Características físicas da CBC ............................................................. 59


Tabela 22 - Características do aditivo Murasan BWA 16 ......................................... 61

Tabela 23 - Quantidade de blocos moldados para os ensaios propostos. .............. 62

Tabela 24 – Composição de agregados para o grupo 00 ........................................ 71

Tabela 25 – Composição granulométrica ponderada dos agregados do grupo 00 . 72





Tabela 30 – Consumo de materiais dos traços do grupo 00 ................................... 76



Tabela 33 - Resumo das propriedades geométricas dos blocos de concreto ......... 84

Tabela 34 – Valores de resistência característica à compressão dos traços aos 7

dias .......................................................................................................................... 86

Tabela 35 – Valores de resistência característica à compressão dos traços aos 28

dias .......................................................................................................................... 88

Tabela 36 – Valores experimentais de absorção de água para cada traço ............. 94

Tabela 37 - Traços em massa para 1m³ de concreto e resistência de 4 MPa aos 28

dias .......................................................................................................................... 96

Tabela 38 - Traços em massa para 1m³ de concreto e resistência de 6 MPa aos 28

dias .......................................................................................................................... 96

Tabela 39 – Preços unitário a dos componentes do concreto ................................. 97

Tabela 40 – Custo dos materiais necessários para produção de 1m³ de concreto

para blocos de 4 MPa ............................................................................................ 97

Tabela 41 – Custo dos materiais necessários para produção de 1m³ de concreto

para blocos de 6 MPa ............................................................................................ 98

Tabela A 1 – Dimensões dos blocos do traço 00-06 .............................................. 111









Tabela A 10 – Dimensões dos blocos do traço 20-09 ............................................ 114



Tabela B 1 - Resultados de resistência a compressão do traço 00-06 .................. 116









Tabela B 10 - Resultados de resistência a compressão do traço 20-09 ................ 125



Tabela C 1 – Valores de absorção de água para o teor de Substituição 00 .......... 128



LISTA DE QUADROS

Quadro 1 - Parâmetros a serem avaliados em blocos de concreto e suas

respectivas importâncias (adaptado de TANGO, 1984). ......................................... 15

Quadro 2- Característica esperada do agregado para se alcançar propriedade em

concretos ................................................................................................................. 19

Quadro 3– Tipos de vibro-prensas e suas características. ...................................... 28

Quadro 4 - Resíduos gerados pela-cana-de-açúcar (FIESP/CIESP (2001);

FREITAS (2005)) ..................................................................................................... 42

SUMÁRIO

RESUMO ............................................................................................... 4

ABSTRACT ........................................................................................... 5

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ................................................ 6

LISTA DE FIGURAS .............................................................................. 7

LISTA DE TABELAS ............................................................................. 9

LISTA DE QUADROS ......................................................................... 12

SUMÁRIO ............................................................................................ 13

1. INTRODUÇÃO ................................................................................ 1

1.1 Justificativa ................................................................................................................ 2

1.2 Objetivos .................................................................................................................... 5

1.3 Estrutura do trabalho ................................................................................................ 5

2. REVISÃO DE LITERATURA ........................................................... 6

2.1 Desenvolvimento Sustentável .................................................................................. 6 2.1.1 Impacto Ambiental da Construção Civil ................................................................ 7 2.1.2 Construção Sustentável ....................................................................................... 8

2.2 Aproveitamento de Materiais Reciclados na Construção Civil ............................ 10

2.3 Bloco de Concreto ................................................................................................... 11 2.3.1 Matérias-primas ................................................................................................. 15

2.3.1.1 Aglomerante ............................................................................................... 16 2.3.1.2 Agregados .................................................................................................. 17 2.3.1.3 Água ........................................................................................................... 20 2.3.1.4 Aditivos ....................................................................................................... 21

2.3.2 Concreto seco .................................................................................................... 21 2.3.2.1 Composição granulométrica ....................................................................... 22 2.3.2.2 Influência da Água ...................................................................................... 23

2.3.3 Processo Produtivo ............................................................................................ 25 2.3.4 Métodos de Dosagem de Concreto Seco para Bloco de Alvenaria ..................... 29

2.3.4.1 Método de dosagem proposto por Fernandes (2012a) ............................... 30 2.3.4.2 Método de dosagem proposto pela Columbia Machine .............................. 34 2.3.4.3 Método de dosagem da Besser Company. ................................................. 35 2.3.4.4 Método de dosagem da ABCP adaptado .................................................... 36

2.3.4.5 Método de dosagem do IPT/Epusp adaptado ............................................. 37

2.4 Cinza do Bagaço de Cana-de-açúcar ..................................................................... 39 2.4.1 Produção de Cana-de-Açúcar ............................................................................ 39 2.4.2 Resíduos Gerados pela Cana-de-açúcar ........................................................... 41 2.4.3 Geração da Cinza .............................................................................................. 42 2.4.4 Disposição Final da CBC ................................................................................... 43

2.5 Estudos Realizados ................................................................................................. 44 2.5.1 Estudos do Uso da CBC como Agregado ........................................................... 44 2.5.2 Estudos da Incorporação de Resíduos em Blocos de Concreto ......................... 48

3. MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................. 52

3.1 Materiais Utilizados na Produção do Bloco de concreto ...................................... 52 3.1.1 Cimento ............................................................................................................. 52 3.1.2 Agregados .......................................................................................................... 54

3.1.2.1 Areia ........................................................................................................... 54 3.1.2.2 Pó de pedra ................................................................................................ 55 3.1.2.3 Pedrisco ..................................................................................................... 56 3.1.2.4 Granilha ...................................................................................................... 57

3.1.3 CBC ................................................................................................................... 58 3.1.4 Água .................................................................................................................. 61 3.1.5 Aditivo ................................................................................................................ 61

3.2 Programa Experimental ........................................................................................... 61 3.2.1 Roteiro de Produção dos Blocos ........................................................................ 62

3.3 Estudo de Dosagem ................................................................................................ 66 3.3.1 Estudo das Curvas Granulométricas .................................................................. 66 3.3.2 Estudo do Consumo de Cimento ........................................................................ 67

3.4 Estudo das Propriedades dos Blocos Moldados .................................................. 67 3.4.1 Características Geométricas .............................................................................. 67 3.4.2 Absorção de Água .............................................................................................. 68 3.4.3 Resistência à Compressão ................................................................................ 68

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................... 70

4.1 Estudo de Dosagem ................................................................................................ 70 4.1.1 Estudo da granulometria .................................................................................... 70 4.1.2 Estudo do consumo de cimento e água ............................................................. 76

4.2 Características dos Blocos de Concreto ............................................................... 83 4.2.1 Características Geométricas .............................................................................. 84 4.2.2 Resistência à Compressão ................................................................................ 86

4.2.2.1 Desempenho dos traços ............................................................................. 86 4.2.2.2 Desempenho dos grupos ........................................................................... 90

4.2.3 Absorção de Água .............................................................................................. 93

4.3 Consumo de Materiais e Custos ............................................................................. 95

5. CONCLUSÕES ............................................................................. 99

5.1 Recomendações Futuras ...................................................................................... 101

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................... 102

APÊNDICE A – ANÁLISE DIMENSIONAL ........................................ 111

APÊNDICE B – RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO ........................... 116

APÊNDICE C – ABSORÇÃO DE ÁGUA ........................................... 128

1

1. INTRODUÇÃO

Nos últimos anos o setor da construção civil tem impulsionado a economia

brasileira e concomitantemente a este fato às questões de ordem ambiental estão

cada dia mais em discussão. Neste contexto observa-se que a busca por soluções

nos diversos ramos do conhecimento voltam suas pesquisas para o aprimoramento

da eficiência ambiental dos materiais, dos sistemas de gerenciamento e,

principalmente, na destinação dos resíduos gerados.

A indústria da construção, por ser grande consumidora de uma vasta gama

de recursos naturais, possui características que favorecem ao desenvolvimento de

novos materiais e o aproveitamento de resíduos de outras indústrias agregando valor

na cadeia produtiva da construção civil.

Nesta busca pelo desenvolvimento sustentável do setor, torna-se necessário

desenvolver estudos que corroborem para o desenvolvimento tecnológico, para o

aproveitamento de materiais do setor e de outras indústrias na construção civil, além

de reduzir os impactos ambientais do setor.

Um dos exemplos que está sendo desenvolvido é a utilização dos resíduos

da produção da cana-de-açúcar. Pois desde o Brasil colônia o país possui tradição no

cultivo da cana-de-açúcar, sendo, atualmente, o maior produtor mundial. Na produção

de álcool e açúcar o principal resíduo gerado é o bagaço que frequentemente é

utilizado no processo de cogeração de energia. Este ocorre através da sua queima

resultando em uma cinza, que se descartada de forma inadequada causa problemas

ambientais.

Várias pesquisas indicam a viabilidade do uso da cinza como agregado, em

substituição parcial do agregado miúdo em concretos convencionais, Concreto de Alto

Desempenho (CAD) e Concreto de Autoadensável (CAA). Estas, de modo geral,

apontam para um acréscimo da resistência à compressão, diminuição do índice de

vazios e da absorção de água.

2

Ampliando os estudos neste âmbito, o setor dos materiais de construção

apresenta grande potencial de desenvolvimento. Os sistemas de alvenaria estrutural

e de vedação são caracterizados pela utilização de blocos que podem ser fabricados,

tradicionalmente, com concreto seco1 e materiais cerâmicos. Estes elementos

constituintes do sistema são prismáticos com furos, no caso de blocos de concreto

são essencialmente compostos por cimento, agregados e água, sendo moldados

através de vibro-prensagem.

Com o momento que a construção civil vive, as empresas produtoras de

blocos de concreto acompanham o potencial de expansão de mercado. Observa-se

também o emprego dessa solução construtiva, seja pela possibilidade de se utilizar

diferentes texturas superficiais especificadas em projeto, seja pelas vantagens, como

modulação, embutimento de instalações elétricas e hidro sanitárias, ou pelo processo

de industrialização que no setor está sendo experimentado.

1.1 Justificativa

Nos últimos anos, o crescimento populacional e urbano tem trazido como

consequência o aquecimento no setor de construção civil. Este, em especial no Brasil,

traz consigo a geração de empregos e de renda, além do fato da maior utilização de

recursos naturais.

A cadeia da construção civil é o setor da economia que mais consome

materiais naturais e, por consequência é potencialmente, um grande reciclador. Este

setor no Brasil consome atualmente valores próximos de 40% dos recursos naturais

extraídos e é responsável pela geração de cerca de 60% dos resíduos sólidos urbanos

(TAJIRI, CAVALCANTI e POTENZA, 2011).

Corroborando a este quadro, as demandas criadas pela sociedade geram

desnecessariamente grandes volumes de resíduos. Além de se observar o modelo

linear de produção, em que se considera que os recursos disponíveis apresentam-se

1 O concreto seco apresenta baixa relação água/materiais secos, consistência elevada e baixa coesão quando não compactado.

3

em quantidades infinitas e que a natureza é capaz de absorver quantidades ilimitadas

de resíduos, preocupando-se somente com a produção (BARBIERI, 2004).

Segundo o artigo 225 da Constituição Brasileira “todos têm direito ao meio

ambiente ecologicamente equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial à sadia

qualidade de vida, impondo-se ao Poder Público e à coletividade o dever de defendê-

lo para os presentes e futuras gerações” (BRASIL, 1988). Neste contexto o controle

do consumo de recursos naturais é vital para a manutenção e sobrevivência do setor

e das futuras gerações, sendo dever da sociedade identificar, mitigar e compensar os

impactos ambientais gerados pela aquisição de recursos e destinação dos resíduos.

O uso de materiais na construção civil tem sido cada vez mais intenso,

sobretudo os materiais provenientes de resíduos de outras indústrias. Duas razões

para este fato são a necessidade do grande volume de materiais que o setor demanda,

e a valorização do uso de resíduos industriais no setor da construção civil e na área

de proteção ambiental (MARGON; ROCHA, 2003).

Sabe-se que o concreto, principal insumo da construção civil, está entre os

materiais mais utilizados no mundo, sendo estimado o consumo de 11,5 bilhões de

toneladas ao ano, sendo destes 80% agregados correspondendo 9 bilhões de

toneladas anuais (MEHTA; MONTEIRO, 2008). Dentre suas características as que

favorecem seu uso destaca-se sua alta resistência mecânica e a facilidade de

moldagem para os diversos fins, além de apresentar custo relativamente baixo quando

comparado a materiais alternativos.

No Paraná, segundo a MINEROPAR (2008) – Minerais do Paraná S.A. – as

pressões da sociedade para o uso de agregados produzidos a partir de materiais

alternativos levaram a publicação do “Panorama da Indústria de Artefatos de

Concreto, Cimento e Fibrocimento no Paraná” que destaca a possibilidade do uso de

rejeitos industriais, Resíduo de Construção Civil (RCC), rejeitos de mineração, entre

outros na construção civil.

Na busca por agregados alternativos o processo de aproveitamento

energético do bagaço de cana-de-açúcar mostra-se como uma fonte viável de

produção de agregado. O bagaço da cana-de-açúcar, maior subproduto gerado, é

utilizado em larga escala como combustível para caldeiras na geração de energia que

4

ocorre, normalmente, sem controle de temperatura e tempo, fato que favorece a

produção de uma cinza que apresenta grandes percentuais de sílica cristalina ou a

sílica amorfa (com atividade pozolânica).

Segundo CASTRO et al. (2009), a região Centro-Sul do país concentra mais

do que 80% da produção brasileira de cana de açúcar, onde se localiza a maior parte

da demanda brasileira por energia elétrica que pode ser complementada com o uso

do bagaço de cana-de-açúcar. A produção da safra 2011/2012 foi de 571,4 milhões

de toneladas de cana-de-açúcar (CONAB, 2012), sendo que, considerando a queima

de todo bagaço produzido, ter-se-ia cerca de 3,5 milhões de toneladas de cinza.

A Política Nacional de Resíduos Sólidos – PNRS, aprovada em 2 de agosto

de 2010 através da lei n° 12.305, dita que a geração de resíduos nos processos

produtivos devem ser destinados ou dispostos de forma ambientalmente adequada

(BRASIL, 2010). Logo o uso da cinza do bagaço de cana-de-açúcar (CBC) em

matrizes cimentícias é uma destinação ambientalmente adequada que o setor está

encontrando quando considerando as características e desempenho encontrados em

estudos já realizados.

A busca pela aplicação de materiais alternativos com o objetivo de alcançar a

sustentabilidade, tanto do setor sucroalcooleiro como da construção civil, e o sistema

de alvenaria com bloco de concreto que se utiliza de blocos fabricados

industrialmente, o que implica em redução de resíduos gerados na produção e em

canteiro.

A utilização de agregados alternativos, em muitos casos, não é acompanhada

de uma avaliação experimental, principalmente no que se refere à dosagem dos

materiais constituintes e ao desempenho dos componentes produzidos ao longo do

tempo (SOUSA, 2001). Agindo de forma a evitar este fato, direcionou-se a pesquisa

para a avaliação dos blocos de concreto com a incorporação da CBC.

Outro fato importante dessa pesquisa está nos aspectos ambiental e

econômico. No aspecto ambiental tem-se como exemplo de contribuição a redução

no consumo de recursos naturais não renováveis, a redução de áreas destinadas para

aterro, devido à diminuição do volume de resíduos sem valor comercial. Do ponto de

5

vista econômico pode-se citar a redução dos custos de compra do agregado que

passa a ser substituído pelo uso da CBC, agregando valor comercial.

1.2 Objetivos

O objetivo geral deste trabalho consiste em avaliar a potencialidade da

substituição parcial do agregado miúdo pela CBC em blocos de concreto para

alvenaria.

Objetivos específicos pretende-se avaliar qual a influência da CBC, quando

incorporada em blocos de concreto para alvenaria, quanto:

Resistência à compressão

Absorção de água

Variabilidade dimensional

Processo de moldagem

Consumo de materiais

Custo dos materiais

1.3 Estrutura do trabalho

O presente trabalho foi organizado primeiramente apresentando a importância

do setor da construção civil e da necessidade de gestão adequada dos resíduos da

indústria sucroalcooleira, em especial a CBC.

Em uma segunda etapa é apresentado uma revisão de literatura discorrendo

sobre os temas: aproveitamento de materiais reciclados na construção civil e as

funções e propriedades das argamassas.

Na última etapa deste trabalho são apresentados os materiais e os métodos

utilizados na pesquisa. São discutidos os resultados esperados e apresentadas

algumas considerações e por fim apresentado às referências utilizadas para

elaboração deste documento.

6

2. REVISÃO DE LITERATURA

2.1 Desenvolvimento Sustentável

O conceito de desenvolvimento sustentável encontra-se bastante em voga. A

Organização das Nações Unidas (ONU) adota desde 1983 o conceito que ele é aquele

que atende as necessidades do presente sem comprometer a possibilidade das

gerações futuras atenderem as suas próprias necessidades. Essa definição passou

por um longo processo de amadurecimento e vem sendo moldado desde o primórdio

da sociedade, mas pode-se destacar alguns eventos históricos marcantes como o

Clube de Roma, a Conferência de Estocolmo e a Eco 92.

O Clube de Roma foi o primeiro movimento em escala mundial a discutir o tema

desenvolvimento sustentável e meio ambiente correlacionando políticas e economia

internacional. Este teve seu início em abril de 1968, por um pequeno grupo de

profissionais das áreas de diplomacia, indústria, academia e sociedade civil que se

reuniram para discutir as preocupações sobre o consumo de recursos naturais de

forma ilimitada. Em 1972 com a publicação do relatório "The Limits to Growth",

elaborado por uma equipe do Massachusetts Institute of Technology.

A Conferência de Estocolmo foi um evento de grande representatividade,

realizado em 1972 em Estocolmo, na Suécia, sendo a primeira conferência global

voltada para o meio ambiente e é considerado um marco histórico-político

internacional, decisivo para o surgimento de políticas de gerenciamento ambiental,

direcionando a atenção das nações para as questões ambientais.

Em 1992 a Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente e

Desenvolvimento Humano, conhecida como Eco 92, publicou a Agenda 21, que

apresenta um programa que propõem diretrizes para alcançar o desenvolvimento

sustentável. Em seu capítulo 21 é abordado uma série de medidas estratégicas para

a gestão dos resíduos. Princípios estes conhecidos como os 3R’s: reduzir a geração,

reutilizar buscando novas serventias e reciclar quando o produto chega ao fim de sua

vida útil.

Neste contexto mais amplo de desenvolvimento se buscar mudar o conceito do

modelo linear de produção, onde se considera que os recursos disponíveis estão em

7

quantidades infinitas e que a natureza é capaz de absorver quantidades ilimitadas de

resíduo, a preocupação deste modelo é simplesmente a produção (JOHN, 2000;

CARNEIRO et al, 2001; BARBIERI, 2004).

No Brasil a indústria da construção civil, um dos pilares da economia nacional,

é o maior gerador de empregos diretos e indiretos, também se caracterizando como

maior consumidor de recursos e gerador de resíduos. Envolvido neste contexto o setor

tem o desafio de conciliar uma atividade produtiva de grande magnitude com

condições que conduzam a um desenvolvimento sustentável consciente e menos

agressivo ao meio ambiente e a sociedade (PINTO, 2005).

2.1.1 Impacto Ambiental da Construção Civil

Impacto ambiental é uma expressão que pode ser definida como a alteração

no meio ou em algum de seus componentes por determinada ação. Estas devem ser

avaliadas e quantificadas com o objetivo de mitigar ou anular seus efeitos. O art. 1º

da Resolução 01, de 23 de janeiro de 1986 do CONAMA – Conselho Nacional do Meio

Ambiente:

“considera-se impacto ambiental, qualquer alteração das propriedades físicas, químicas e biológicas do meio ambiente, causada por qualquer forma de matéria ou energia resultante das atividades humanas que, direta ou indiretamente, afetam: I - a saúde, a segurança e o bem-estar da população; II - as atividades sociais e econômicas; III - a biota; IV - as condições estéticas e sanitárias do meio ambiente; V - a qualidade dos recursos ambientais.” (BRASIL, 1986).

A literatura indica que a atividade da construção civil tem grandes impactos

diretos e indiretos sobre o ambiente, dentre os motivos pode-se destacar o consumo

de recursos naturais, a geração de resíduos, o consumo de energia elétrica e a

necessidade de extração, transformação e transporte de grandes volumes de

insumos.

A cadeia produtiva da construção civil apesar de ser responsável por grande

desenvolvimento econômico e social também se caracteriza por grandes impactos ao

espaço urbano. De acordo com Beline (2006) o setor causa impactos ambientais dos

8

quais pode-se destacar o comprometimento do tráfego de pedestres e veículos,

atração de outros tipos de resíduos, poluição atmosférica, visual, sonora, lesão ao

sistema natural, prejuízos sociais, desvalorização das áreas ao entorno, multiplicação

de vetores de doenças, danos ao patrimônio público, comprometimento da drenagem

urbana e assoreamento dos córregos.

A construção civil é considerada uma das atividades com maior capacidade de

alterar o meio ambiente e grande geradoras de resíduos em todas as suas fases,

desde a extração de matérias-primas até o final da vida útil da edificação (CARNEIRO

et al., 2001). É importante salientar que as alterações ambientais envolvem desde as

escolhas de materiais, passando pelas etapas de construção, manutenção, reforma,

ampliação, desocupação e por fim sua demolição.

A produção de agregados para a construção civil, atualmente, atende a

demanda do setor, porém sua disponibilidade próxima aos grandes centros urbanos

do país vem declinando. Esta situação cria um paradoxo onde à demanda de areia e

brita é cada vez maior e ao mesmo tempo é impedida ou limitada a sua produção

(GUERREIRO, 2007).

Outro ponto importante a destacar é que o setor de mineração desempenha um

importante papel nos problemas ambientais como o desmatamento, a erosão do solo

e a poluição do ar e da água. Globalmente, o setor é um dos maiores usuários de

energia, contribuindo assim para a poluição do ar e o aquecimento global (YOUNG,

1992apud SCHNEIDER, 2003).

2.1.2 Construção Sustentável

A busca pela sustentabilidade passa pelos pilares social, econômico e

ambiental. Para alcança-la é necessário ter claro os impactos causados pela

atividade. O setor da construção civil já percebeu a necessidade dessa, porém a

aplicação destas iniciativas ainda ocorre de forma bastante incipiente. Neste âmbito

pode-se destacar a Política Nacional dos Resíduos Sólidos (PNRS), a resolução

CONAMA no 307/2002 (BRASIL, 2002), a NBR 15575 (ABNT, 2010) e as certificações

ambientais.

9

A lei nº 12.305 de 02 de agosto de 2010 que instituiu a PNRS define a gestão

integrada de resíduos sólidos como um conjunto de ações voltadas para a busca de

soluções para os mesmos e traz como diferencial a proposta da responsabilidade

compartilhada ao longo do ciclo de vida dos produtos e define a logística como

ferramenta para a redução, reutilização e reciclagem dos resíduos de forma geral

(BRASIL, 2010).

Esse dispositivo legal nacional corrobora para a redução dos impactos

negativos causados pela indústria de construção civil e de outros setores, como

exemplo a agroindústria, como é o caso do uso da CBC como agregado para

concretos.

A Resolução 307/2002 do Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA)

traz a definição, classificação e apresenta as formas de destinação dos resíduos da

construção civil (RCC) (BRASIL, 2002). Nela esta contida os conceitos de

sustentabilidade e o modelo de produção do setor, em especial à coleta diferenciada

dos resíduos. Além da proposta de coleta diferenciada mostra-se interessante

emprestar a definição de resíduo classe A que são aqueles resíduos reutilizáveis ou

recicláveis como agregados, sendo possível extrapolar este conceito aos resíduos de

outras indústria.

A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) através da NBR 15575

dita que os empreendimentos não devem, simplesmente, só atender aos requisitos

normativos, deve também atender aos anseios físicos e psicológicos dos seus

ocupantes. Esta norma avalia o desempenho dos sistemas e não dos elementos que

o compõem (ABNT, 2010).

A sustentabilidade dos sistemas construtivos pode ser observada nos conceitos

de durabilidade, manutenabilidade e adequação ambiental no contexto sócio-

econômico-ambiental em que estão inseridas. Com esta possibilidade de se avaliar

os sistemas o desenvolvimento de materiais alternativos que atendam aos requisitos

de norma.

A última estratégia destacada para alcançar a sustentabilidade são as

certificações ambientais, as quais atribuem aos empreendimentos avaliados um título

10

que indica o uso de soluções ambientais mais adequadas. Segundo Carvalho e Spoto

(2012) observa-se que as metodologias ou sistemas de certificação em sua maior

parte apenas avaliam os aspectos ambientais, deixando em segundo plano os

aspectos sociais e econômicos.

No Brasil entre as certificações mais usadas estão a LEED (Leadership in

Energy and Environmental Design) (USGBC, 2011) e a AQUA (Alta Qualidade

Ambiental) (FUNDAÇÃO CARLOS ALBERTO VANZOLINI, 2010), estas são, no

primeiro caso uma certificação estadunidense e a segunda é resultado do processo

de tropicalização da certificação HQE (Haute Qualité Environnementale) realizada

pela Fundação Carlos Alberto Vanzolini. As iniciativas nacionais de maior relevância

são o PROCEL/EDIFICA que visa à eficiência energética nas edificações (PROCEL,

2009) e o “Selo Casa Azul” da Caixa Econômica Federal (CEF) que busca qualificar

projetos de empreendimentos em critérios socioambientais, priorizando a economia

de recursos naturais e as práticas sociais (CEF, 2010).

Apesar de todas estas estratégias serem de grande valia, segundo Torgal e

Said (2010), a forma mais eficiente para a indústria da construção se tornar uma

atividade sustentável, passa pela incorporação de resíduos de outras indústrias em

materiais de construção.

2.2 Aproveitamento de Materiais Reciclados na Construção Civil

No mercado brasileiro existem disponíveis vários produtos que são produzidos

com materiais reciclados, como o papel, embalagens de alumínio, subprodutos do aço

entre outros. Este fato deve-se a altos custos de deposição, tanto pelo volume, quanto

pelas novas exigências legais e sociais do ponto de vista ambiental. (GRANZOTO,

2010).

O processo de introdução de novas tecnologias no sector da construção

apresenta altos níveis de rejeição e há várias razões, para este fato, tais como

regulamentação normativa, o impacto da inovação tecnológica sobre os custos no

negócio imobiliário, além disso, pelo menos no Brasil, os usuários não confiam em

11

novas tecnologias, devido à falta de êxito em experiências passadas (JOHN;

ZORDAN, 2001).

Apesar desta dificuldade de incorporação de resíduos em produtos para o setor

têm-se dois grandes exemplos de uso de resíduo na construção civil: o aço que utiliza

sucata em seu processo produtivo e o cimento que pode incorporar pozolana, filer ou

escória de alto-forno na produção de variedades de cimentos portland.

Segundo John e Zordan (2001) a implantação de um novo material de

construção ou componente com a utilização dos resíduos como matéria-prima é uma

tarefa muito complexa por esbarrar na necessidade de abordagem envolvendo

conhecimentos de diferentes áreas, como ciência de materiais, desenvolvimento,

marketing, avaliação de desempenho e ciências ambientais.

As pesquisas de desenvolvimento de novos materiais para construção civil, em

especial em concretos, vêm sendo desenvolvida em todas as partes do mundo com a

característica de se utilizar dos resíduos produzidos pelas indústrias regionais. Os

exemplos não são poucos com o uso de materiais com características pozolânicas

como cinzas volantes, escórias de alto forno, cinzas de vegetais ou o uso de

agregados como resíduos da indústria de automóvel, de plástico e RCC.

2.3 Bloco de Concreto

O bloco de concreto é o elemento prismático, pré-moldado, constituinte do

sistema da alvenaria, seja ela estrutural ou não. Este é produzido em vibro-prensas,

equipamentos que realizam a vibração e prensagem do concreto seco em moldes com

o formato dos blocos desejados. A mistura que compõem este tipo de concreto segue

basicamente a composição do concreto convencional (cimento, agregados, água,

podendo ou não conter aditivos ou adições) se diferenciando pela quantidade reduzida

de água e desempenho no estado fresco e endurecido.

Os blocos vazados de concreto simples para alvenaria, ou simplesmente blocos

de concreto para alvenaria, devem cumprir as disposições das normas da ABNT,

sendo as principais normativas:

12

NBR 6136: Blocos vazados de concreto simples para alvenaria –

Requisitos. Esta define os requisitos para o recebimento dos blocos

destinados à execução de alvenarias com ou sem função estrutural

(ABNT, 2007).

NBR 12118 Blocos vazados de concreto simples para alvenaria -

Métodos de ensaio. Esta Norma especifica métodos de ensaio para

análise dimensional e determinação da absorção de água, da área

líquida, da resistência à compressão e da retração por secagem, em

blocos vazados de concreto simples para alvenaria. (ABNT, 2011c).

NBR 15961-1 Alvenaria estrutural — Blocos de concreto - Parte 1:

Projeto. Especifica os requisitos mínimos exigíveis para o projeto de

estruturas de alvenaria de blocos de concreto (ABNT, 2011a).

NBR 15961-2 Alvenaria estrutural — Blocos de concreto - Parte 2:

Execução e controle de obras. Estabelece os requisitos mínimos

exigíveis para a execução e o controle de obras com estruturas de

alvenaria de blocos de concreto (ABNT, 2011b).

O primeiro aspecto de grande importância e fácil verificação que deve ser

avaliado é quanto à qualidade do bloco produzido é a questão dimensional. Este

parâmetro, regularidade geométrica, permite espessura de argamassa de

assentamento uniforme, garantindo desta forma melhor desempenho do sistema de

alvenaria, além da economia com argamassas de assentamento e revestimento

(THOMAZ; HELENE, 2000).

Para garantir que em todo o território nacional se tenha regularidade geométrica

a NBR 6136 traz em seu item 5.1 as dimensões reais que os blocos vazados de

concreto com suas divisões devem ser fornecidos. Ainda apresenta a nomenclatura

em cinco diferentes larguras que referenciam os “módulos”, conforme pode ser

observado na tabela 1.

13

Tabela 1 - Dimensões reais dos blocos de concreto simples segundo NBR 6136/2007

Famílias de Blocos

Designação

Nominal 20 15 12,5 10 7,5

Módulo M - 20 M - 15 M – 12,5 M - 10 M – 7,5

Amarração ½ ½ ½ ½ ½ 1/3 ½ ½ 1/3 ½

Linha 20X40 15X40 15X30 12,5X40 12,5X25 12,5X37,5 10X40 10X30 10X30 7,5X40

Largura (mm) 190 140 140 115 115 115 90 90 90 65

Altura (mm) 190 190 190 190 190 190 190 190 190 190

Comprimento

(mm)

Inteiro 390 390 290 390 240 365 390 190 290 390

Meio 190 190 140 190 115 - 190 90 - 190

2/3 - - - - - 240 - - 190 -

1/3 - - - - - 115 - - 90 -

Amarração L - 340 - - - - - - - -

Amarração T - 540 440 - 365 365 - 290 290 -

Compensador A 90 90 - 90 - - 90 - - 90

Compensador B 40 40 - 40 - - 40 - - 40

NOTA: As tolerância permitidas nas dimensões dos blocos indicados na Tabela 1 são de ± 2,0 mm para largura e ± 3,0 mm para a altura e para o comprimento

14

Pelo fato do bloco de concreto para alvenaria ser vazado existe também as

prescrições de norma relativas a espessuras das paredes transversais e longitudinais

e que podem ser observadas na tabela 2, sendo os limites de tolerâncias ±1 mm.

Tabela 2 - Designação por classe, largura dos blocos e espessura mínima das paredes segundo NBR 6136/2007.

Classe Designação Paredes

Longitudinais1

(mm)

Paredes Transversais

Paredes1 (mm) Espessura equivalente2

(mm/m)

A M – 15 25

25 188 M – 20 32

B M – 15 25

25 188 M – 20 32

C

M – 10

18 18 135 M – 12,5

M – 15

M – 20

D

M – 7,5

15 15 113

M – 10

M – 12,5

M – 15

M – 20 1) Média das medidas das paredes tomadas no ponto mais estreito 2) Soma das espessuras de todas as paredes transversais aos blocos (em milímetros), dividida pelo comprimento nominal do bloco (em metros).

O conceito de classes que foi apresentado na tabela 2 agrega-se à regularidade

geométrica do bloco as características de resistências à compressão, absorção de

água e a retração por secagem, dos quais, são apresentados, na tabela 3, os

parâmetros propostos pela NBR 6136 (ABNT, 2007).

Tabela 3 - Requisitos para resistência característica à compressão, absorção e retração segundo a NBR 6136/2007.

Classe Resistência Característica

(fbk) em MPa

Absorção média em % Retração(1) %

Agregado Normal Agregado Leve

A ≥ 6,0

≤ 10,0 ≤ 13,0 (média)

≤ 16,0 (individual) ≤ 0,065

B ≥ 4,0

C ≥ 3,0

D ≥ 2,0 (1)Facultativo

15

Sendo que além de atender aos requisitos relativos às dimensões, resistência

característica à compressão, absorção e retração para serem classificados ainda

passam pelo critério do uso. Como descrito no item 4.1 da NBR 6136 (ABNT, 2007):

• Classe A – Com função estrutural, para uso em elementos de

alvenaria acima ou abaixo do nível do solo;

• Classe B – Com função estrutural, para uso em elementos de

alvenaria acima do nível do solo;

• Classe C – Com função estrutural, para uso em elementos de

alvenaria acima do nível do solo;

• Classe D – Sem função estrutural, para uso em elementos de

alvenaria acima do nível do solo.

Tango (1984) elenca as importâncias relativas às propriedades dos blocos de

concretos, conforme Quadro 1. As informações apresentadas por Tango (1984)

corroboram para importância de se atender os requisitos de norma.

Quadro 1 - Parâmetros a serem avaliados em blocos de concreto e suas respectivas importâncias (adaptado de TANGO, 1984).

Propriedade Importância

Dimensões Modulação Resistência

Absorção de água Aderência do bloco às argamassas e grautes

Resistência do bloco Permeabilidade

Teor de umidade do bloco

Manchas Aderência do bloco às argamassas e grautes

Resistência do bloco Fissuração por retração hidráulica

Aspectos superficiais Estética

Resistência à compressão Capacidade resistente da parede

2.3.1 Matérias-primas

É consenso na literatura que os materiais utilizados na produção dos blocos de

concreto para alvenaria são: aglomerante (cimento Portland), agregados graúdos,

agregados miúdos e água (HOLANDA JR, 2002; MAIA et al., 2002; SABBATINI, 2002;

FIORITTI, 2002; RIBEIRO, 2005). Quando da existência de requisitos especiais, tanto

16

do produto final como dos equipamentos de produção, pode ser adicionados à mistura

aditivos, como exemplo redutores de água e plastificantes, e pigmentos (SOUSA,

2001; LIMA, 2009; RIBEIRO,2005).

A seguir serão apresentadas algumas considerações importantes, relativas aos

insumos da produção dos blocos de concreto para alvenaria, que influem em sua

qualidade final. Lembrando-se que os materiais utilizáveis para concretos

convencionais são, também, adequados para produção de blocos de concreto para

alvenaria, sempre se levando em consideração as peculiaridades do processo

produtivo e do produto final (MEDEIROS, 1993; FRASSONJR, 2000; SOUSA, 2001).

2.3.1.1 Aglomerante

Os aglomerantes utilizados para produção de bloco de concreto para alvenaria

são, segundo a NBR 6136 (ABNT, 2007), somente os cimentos que obedecem às

especificações brasileiras para cimentos destinados à preparação de concretos e

argamassas. Sousa (2001) e Fernandes (2012) afirmam que praticamente todos os

tipos de cimento podem ser utilizados na produção de blocos de concreto. Os

cimentos previstos pela NBR 6136 (ABNT, 2007) são os listados a seguir:

• Cimento Portland Comum (CP I);

• Cimento Portland Composto (CP II);

• Cimento Portland de Alto-Forno (CP III);

• Cimento Portland Pozolânico (CP IV);

• Cimento Portland de Alta Resistência Inicial (CPV-ARI).

Fernandes (2012) relata também o uso do cimento Portland Branco (CPB),

sendo seu uso relacionado a concretos coloridos. A cor branca do cimento, seu

diferencial, é conseguida a partir de insumos com baixos teores de óxidos de ferro e

manganês e por condições especiais durante a fabricação (ABCP, 2002).

Outra característica encontrada em alguns cimentos é a resistência a sulfatos

(RS) os quais possuem resistência aos meios agressivos sulfatados, tais como os

17

encontrados nas redes de esgotos de águas servidas ou industriais, na água do mar

e em alguns tipos de solos (ACPB, 2002).

De acordo com a norma NBR 5737 (ABNT, 1992), os cimentos hidráulicos

resistentes a sulfato são aqueles que obedecem pelo menos uma das seguintes

condições:

• Teor de aluminato tricálcico (C3A) do clínquer e teor de adições

carbonáticas de, no máximo, 8% e 5% em massa, respectivamente.

• Cimentos do tipo alto-forno que contiverem entre 60% e 70% de

escória granulada de alto-forno, em massa.

• Cimentos do tipo pozolânico que contiverem entre 25% e 40% de

material pozolânico, em massa.

• Cimentos que tiverem antecedentes de resultados de ensaios de

longa duração ou de obras que comprovem resistência aos sulfatos.

A escolha do cimento a ser utilizado deve-se levar em considerações fatores

como a compatibilidade entre o tipo de cimento e os agregados, adições e,

principalmente, aditivos, além do processo de cura utilizado (SOUSA, 2001; RIBEIRO,

2005; FELIPE, 2010). Estas escolhas definirão as propriedades dos blocos produzidos

ao longo de sua vida útil.

2.3.1.2 Agregados

Medeiros (1993) afirma que para se obter as características desejadas nos

blocos de concreto é fundamental utilizar agregados que possuam propriedades que

o favoreçam. Estas características podem interferir na aderência com a pasta de

cimento, alterando a homogeneidade e a resistência.

Para escolha dos agregados a serem utilizados no preparo dos blocos de

concreto, segundo Ribeiro (2005), não existe restrição desde que se atenda aos

requisitos relativos à granulometria, e tenha o cuidado em atender os requisitos gerais

18

previstos pela NBR 7211 (ABNT, 2009). Apesar deste fato, ainda é necessário

considerar outros fatores como, por exemplo, a forma do grão.

Fernandes (2012) corrobora com a proposição de Ribeiro (2005) afirmando que

praticamente todos os materiais empregados nos concretos convencionais podem ser

utilizados na fabricação de blocos de concreto. De acordo com a NBR 6136 (ABNT,

2007), além dos agregados previstos na NBR 7211 está previsto o uso de escórias de

alto forno, cinzas volantes, argila expandida e outros agregados. Desde que o produto

final atenda aos requisitos físico-mecânicos prescritos na mesma norma.

Segundo a NBR 7211 (ABNT, 2009), os agregados são divididos de acordo

com o tamanho dos grãos, sendo o limite que distingue entre agregado graúdo e

miúdo é a peneira de malha 4,75 mm. Estes são definidos como:

Agregado miúdo: todos os grãos que passam pela peneira de malha 4,75

mm e ficam retidos na malha 0,15 mm no ensaio de peneiramento;

Agregado graúdo: todos os grãos que passam na peneira de malha 75

mm e ficam retidos na malha 4,75 mm no ensaio de peneiramento.

Outras características que devem ser consideradas relevantes nos agregados;

são aquelas que se espera do concreto a ser produzido, como podem ser observadas

no Quadro 2 relacionadas por Valverde (2001).

19

Quadro 2- Característica esperada do agregado para se alcançar propriedade em concretos

Propriedades do concreto Características relevantes do

agregado

Resistência mecânica

Resistência mecânica Textura superficial

Limpeza Forma dos grãos

Dimensão máxima

Retração

Módulo de elasticidade Forma dos grãos

Textura superficial Limpeza

Dimensão máxima

Massa unitária

Massa específica Forma dos grãos

Granulometria Dimensão máxima

Economia

Forma dos grãos Granulometria

Dimensão máxima Beneficiamento requerido

Disponibilidade

Fonte: VALVERDE, 2001

A composição granulométrica é de grande importância nos estudos de

dosagem de bloco de concreto. Esta propriedade pode ser definida como a

representação da distribuição do tamanho de partículas de determinado agregado

expressando em porcentuais as frações retidas entre duas peneiras normatizadas.

Para caracterização granulométrica de um agregado é necessário realizar um

ensaio de peneiramento, este deve ser realizado conforme prescrições da NBR NM

248 (ABNT, 2003). Este ensaio utiliza-se de um conjunto de peneiras sucessivas, que

atendam às normas NM-ISO 3310-1 ou NM-ISO 3310-2, com as aberturas de malha

estabelecidas na Tabela 4.

20

Tabela 4 - Série de peneiras utilizavéis no ensaio de peneiramento.

Série Normal (mm)

Série Intermediária (mm)

75 -

- 63

- 50

37,5 -

- 31,5

- 25

19 -

- 12,5

9,5 -

- 6,3

4,75 -

2,36 -

1,18 -

0,60 -

0,30 -

0,15 -

Fonte: ABNT, 2003

Tendo-se por base a classificação granulométrica, pode-se determinar o

modulo de finura, a dimensão máxima característica dos agregados e Grau de

Uniformidade.

O conhecimento das características dos agregados para produção de

concretos é fundamental, principalmente pelo que Sousa (2001) afirma quanto à

busca pela redução do custo de produção dos blocos de concreto para alvenaria, as

empresas têm levado a busca por materiais alternativos.

2.3.1.3 Água

Segundo as especificações da NBR 6136 (ABNT, 2007), a água utilizada para

fabricação dos blocos de concreto deve ser limpa e isenta de substâncias nocivas à

hidratação do cimento.

Cabe ressaltar que a NBR NM 137 Argamassa e concreto - Água para

amassamento e cura de argamassa e concreto de cimento portland (ABNT, 1997),

especifica os padrões exigíveis para água de mistura do concreto. Porém o uso de

21

águas tratadas e utilizadas no abastecimento público, sendo as águas potáveis na

maioria das análises adequadas para a produção dos blocos.

2.3.1.4 Aditivos

Os aditivos são as substâncias que quando adicionadas na produção melhoram

o rendimento de uma propriedade. Conforme a NBR 6136 prescreve os blocos de

concreto para alvenaria é permitido o uso de aditivos, desde que não acarretem efeitos

prejudiciais devidamente comprovados por ensaios (ABNT, 2007).

Na década de 90, no Brasil, não existia tradição no uso de aditivos para

produção de blocos de concreto (MEDEIROS, 1993). Seu uso é cada vez mais

frequente nas fábricas de artefatos de concreto em todo o país.

Holanda Jr. (2002) afirma que alguns fabricantes utilizam aditivos plastificantes

para facilitar a moldagem dos blocos (acomodação do concreto seco nos moldes), o

que possibilita uma redução da relação água/cimento (a/c) e facilita a limpeza das

partes da máquina que entram em contato com a mistura o que propicia aumento da

produtividade do equipamento.

2.3.2 Concreto seco

Tradicionalmente os blocos de concreto são confeccionados com concretos

secos (FERNANDES, 2012), outros artefatos de concreto que também se utilizam

desses concretos, são os concretos compactados a rolo (CCR), telhas, tubos,

concretos permeáveis e concreto projetado via seca. Estes concretos têm suas

peculiaridades apresentadas a seguir.

Os concretos especiais podem ser definidos como aqueles que apresentem

características particulares que atenda uma necessidade especifica não encontrado

nos concretos convencionais. Os concretos secos se enquadram nesta definição em

especial pelo fato de manter o formato moldado.

22

O nome atribuído a esse concreto está relacionado a ele possuir baixos teores

de água, até o limite em que os blocos perdem a coesão, o que produz um concreto

levemente umedecido que pode ser chamado de farofa ou terra úmida. Isso faz com

que os concretos com essas características possuam abatimento (Slump) zero

(FRASSON JR.; OLIVEIRA; PRUDÊNCIO JR., 2008).

Uma característica bastante marcante nesses concretos é sua trabalhabilidade

que quando comparada com os concretos plásticos é significativamente baixas, porém

Ribeiro (2005) define trabalhabilidade para concreto seco como a facilidade de

produzir, transportar e aplicar o concreto sem perda de homogeneidade e mantenha-

se o aspecto visual, forma e coesão do produto final.

2.3.2.1 Composição granulométrica

Tango (1994) afirma que a diferença fundamental entre o concreto plástico e o

seco é que nos concretos plásticos a pasta de cimento ocupa praticamente todos os

espaços entre os agregados, enquanto nos secos a quantidade de pasta é

insuficiente.

Abreu (2002) cita que os concretos secos apresentam alto índice de vazios não

comunicáveis na sua estrutura e pela ausência de exsudação. Devido esta

característica existe a necessidade da retirada de ar aprisionado, para melhor

desempenho do concreto produzido, por algum equipamento que confira a energia de

compactação à mistura.

Frasson Jr. (2000) afirma que os métodos de dosagem de concreto seco,

geralmente busca alcançar o menor volume de vazios. Por este fato, é ideal a busca

de agregados ou composições que possuam distribuição granulométrica uniforme de

dimensão dos grãos. Segundo Mehta e Monteiro (2008) as granulometrias contínuas

são responsáveis por diminuir o índice de vazios no estado endurecido do concreto

esta característica melhora a resistência mecânica do concreto final.

23

Outra questão interessante com relação aos agregados, observada por Abreu

(2002), esta no fato de que quanto menor for o índice de vazios melhor será o arranjo

entre seus grãos, tornando-os mais compactos, consequentemente menor será o

consumo de cimento, além de se obter adequada coesão à mistura.

2.3.2.2 Influência da Água

Os concretos secos são muito mais sensíveis às variações do conteúdo de

água do que os concretos plásticos. A falta de água aumenta a probabilidade de

desagregação, dificultando a compactação e tornando pior o acabamento superficial,

por outro lado o excesso de água provoca a instabilidade da mistura durante a

compactação (RIBEIRO, 2005).

A quantidade de água tem influência, principalmente, na consistência no estado

fresco e na resistência mecânica no estado endurecido. A consistência, ou seja,

trabalhabilidade é de difícil determinação, quando comparado com os concretos

plásticos que se utiliza da medida de consistência pelo abatimento do tronco de cone,

conforme a NBR NM 67 (ABNT, 1998).

A consistência dos concretos secos está também relacionada com a quantidade

de água utilizada e aos fatores: energia de compactação empregada; a curva

granulométrica do concreto; os tipos de agregados utilizados; quantidade e tipo de

cimento empregado e aditivo (RIBEIRO, 2005).

No aspecto resistência o desempenho nos concretos plásticos observa-se que

é considerada inversamente proporcional à relação a/c, sendo regido pela Lei de

Abrams que relaciona a relação a/c e resistência do concreto (MEHTA; MONTEIRO,

2008), porém Neville (1997) afirma que esta lei é limitada para valores muito baixos

de a/c a curva deixa de ser válida pelas dificuldades quanto ao adensamento

incompleto. Na figura 1 é possível observar o fato descrito.

24

Figura 1 – Resistência à compressão em função da a/c dos concretos (NEVILLE, 1997).

Para entender como ocorre a compactação dos concretos secos é possível

emprestar o conceito da mecânica dos solos, citado por Pinto (2006) que define

compactação como o processo de densificação por meio de equipamento mecânico.

Este processo produz redução do volume de vazios e consequentemente aumento de

resistência.

Ainda segundo Pinto (2006), o resultado da compactação é determinado pela

energia de compactação e a umidade no momento de compactação. Proctor verificou

que para umidades próximas a umidade ótima a água produz o efeito de lubrificação

entre as partículas que reduzem o atrito entre sicriando um arranjo mais compactado.

A umidade ótima, para concreto seco é aquela, na qual se obtêm a melhor

compacidade. Existe também, o limite superior de umidade acima do qual não é

possível a produção das peças, por dificuldade de desforma por aderência aos moldes

ou perda do formato após desforma (TANGO, 1994), pois o concreto passa a se

comportar como concreto plástico.

25

Segundo Pagnussat (2004) e Tango (1994), a umidade ótima é aquela que

permite moldar pelotas de concreto com as mãos, sem que esta se desfaça ou suje

excessivamente as mãos. Ferreira (1995) e Frasson Jr. (2000) afirma que a umidade

ideal será aquela que produz nos blocos a maior compacidade durante a moldagem,

sendo obtida com a quantidade de água que os blocos comecem a perder coesão e a

aderir aos moldes.

Para cada traço proposto existe um teor ótimo de água necessário para obter

a melhor compacidade do concreto fresco, porém é necessário se considerar as

variáveis do equipamento e procedimento de moldagem (TANGO, 1994). É importante

ressaltar que, geralmente, a umidade ótima é um valor superior ao limite operacional

de uma máquina vibra-prensa (FELIPE, 2010).

Na literatura observa-se que existem limites de teor de umidade do concreto no

estado fresco, teor de água/materiais secos do concreto, utilizados para produção de

blocos de concreto para alvenaria, este se situa entre 4% a 8%. Para Felipe (2010)

situa-se por volta de 6% e 7%, Ribeiro (2005) varia de 4% a 7%, para Frasson Jr.,

Oliveira e Prudêncio Jr. (2008) os valores são em torno de 6,0 % a 8,0% e Rodrigues

(1995) faixa de variação está entre 6% e 8 %.

2.3.3 Processo Produtivo

O processo produtivo de blocos de concreto para alvenaria, assim como de

blocos de concreto para pavimentação, seguem, basicamente, as etapas

apresentadas no fluxograma da figura 2.

26

Figura 2 - Fluxograma do processo produtivo de blocos de concreto

As etapas citadas possuem inúmeras variações, por este fato são apresentadas

de modo geral como são tradicionalmente. Na figura 3 é apresentado um esquema

genérico de uma fábrica de blocos proposto por Frasson Jr. (2000).

Figura 3 - Layout de uma indústria de blocos de concreto. (adaptado de FRASSON JR., 2000)

Sendo:

1 – Baias de agregados;

2 – Silo / balança de agregados;

3 – Correia transportadora;

4 – Silo de cimento;

5 – Máquinas vibro-prensas;

Preparo do concreto

Vibro-prensagem

Cura Armazenagem

27

6 – Transportador de chapas;

7 – Misturadores;

8 – Câmaras de cura.

A primeira etapa se procede após a definição do traço a ser utilizado. De posse

do traço é necessário realizar a misturas entre os agregados, cimento, água, aditivos

e adições. Estes devem ser transportados para etapa de vibro-prensagem.

Os equipamentos utilizados nesta etapa são as centrais dosadoras de

agregados, silo de cimento e os misturadores. Destes podemos destacar os

misturadores que tem por função homogeneizar os insumos do concreto. Dentre os

modelos disponíveis podem ser encontrados os misturadores de eixo horizontal,

vertical e inclinado, sendo que sua escolha depende das propriedades requeridas.

A segunda etapa é o momento que efetivamente se concretiza a moldagem dos

blocos. Nesta etapa o concreto produzido no misturador é transportado para a vibro-

prensa que molda por vibro-compressão. Buttler (2007), afirma que a resistência dos

blocos é proporcional à energia de compactação e vibração utilizadas, sendo deste

modo importante escolher o equipamento adequado para realizar as moldagens.

Atualmente, no mercado, existe disponíveis vibro-prensas manuais,

pneumáticas, hidraúlicas e mecânicas. A escolha de um ou outro equipamento varia

de acordo com as disponibilidades financeira, técnicas, logisticas e de demanda do

mercado. Na Quadro 3 são apresentados os tipos e as características de vibo-prensas

disponíveis no mercado.

28

Quadro 3– Tipos de vibro-prensas e suas características.

TIPOS CARACTERÍSTICAS TEMPO DOS

CICLOS APLICAÇÕES

CONSUMO DE CIMENTO

Vibro-Prensa

Manual

Rústica, movida à força física. A

operação manual limita a

compactação dos blocos.

Alto Blocos de

Vedação Alto

Vibro-Prensa

Pneumática

Movida a ar comprimido. Possui

modelos com acionamento

manual ou automático.

Médio Blocos de

Vedação Médio

Vibro-Prensa

Hidráulica

Movida a óleo hidráulico. Possui

modelos com acionamento

manual ou automático.

Baixo

Blocos

Estruturais e

de Vedação

Baixo

Vibro-Prensa

Mecânica

Movida por sistema mecânico

com eixos excêntricos, tipo “Cam

Driven”. Acionamento automático.

Muito Baixo

Blocos

Estruturais e

de Vedação

Baixo

Fonte: Silva e Romano (2008)

Corroborando com as informações apresentadas no Quadro 3, Fernandes

(2012b) elaborou o gráfico apresentado na Figura 4 que ilustra o desempenho dos

traços de blocos de concreto em cada equipamento em relação as resistências

mecânicas geralmente encontradas.

Figura 4- Influência do tipo de equipamento na resistência a compressão de blocos de concreto (FERNANDES, 2012b)

29

As vibro-prensas utilizam-se de bandejas para moldagem dos blocos, estas

além de ser a base inferior do molde são utilizadas para transporte dos elementos

moldados no interior da fábrica.

A cura pode ser definida como o conjunto de procedimentos necessários para

hidratação do cimento, sendo este responsável pelo ganho de resistência das peças

e a diminuição de sua retração (FRASSON JR.; OLIVEIRA; PRUDÊNCIO JR., 2002),

geralmente são utilizados na produção dos blocos de concreto os seguintes tipos de

cura:

Cura ao ar livre: Neste processo de cura, recomenda-se a manutenção

da umidade dos blocos e a proteção do vento e da insolação direta, por

um período de 7 dias para posteriormente ser embalados e entregue

(FRASSON JR.; OLIVEIRA; PRUDÊNCIO JR., 2002).

Cura em câmara úmida: A cura através de câmaras úmidas deve ser

realizada durante 5 dias após a produção dos blocos. (RIBEIRO, 2005)

Cura a vapor: Este sistema aplica vapor, a temperaturas entre 60oC e

70oC, por no mínimo 6 horas (FRASSON JR.; OLIVEIRA; PRUDÊNCIO

JR., 2002), podendo chegar de 16 horas a 24 horas (MEDEIROS et al.,

1994). Recomenda-se, para aplicação do vapor, um descanso de duas

horas após a moldagem, para evitar fissurações (FRASSON, 2000).

A quarta e última etapa, a armazenagem, os blocos são dispostos e empilhados

em pallets. Esta forma de armazenamento visa, principalmente, facilitar o

carregamento dos caminhões, transporte a obra de destino e minimizar as quebras do

produto (FRASSON JR.; OLIVEIRA; PRUDÊNCIO JR., 2002).

2.3.4 Métodos de Dosagem de Concreto Seco para Bloco de Alvenaria

Dosar concreto consiste em definir as quantidades de cada componente do

concreto visando alcançar as propriedades desejadas no estado fresco e endurecido

(NEVILLE, 1997). Assim como no concreto convencional esta definição é valida para

30

concreto seco, porém possuem algumas peculiaridades que Abreu (2002) destacou.

Os principais pontos destacados nos procedimentos de dosagem dos concretos para

blocos estão expostos abaixo:

A Lei de Abrams não é aplicável;

A resistência está sempre associada à compactação do material;

A proporção entre os agregados é feita procurando-se o menor consumo

de cimento (granulometria continua);

A compactação é sempre facilitada com umidades próximas a ótima;

A pasta deve preencher ao máximo o volume de vazios;

O equipamento é parte fundamental na dosagem.

Nos próximos itens serão descritas as principais metodologias de dosagem

para concreto seco para blocos de concreto para alvenaria e pavers disponíveis na

literatura.

2.3.4.1 Método de dosagem proposto por Fernandes (2012a)

O método de dosagem proposto por Fernandes (2012a) é baseado em três

estudos, sendo o primeiro o estudo de granulometria, seguido pelo estudo da umidade

ótima e por último é realizado o estudo de consumo de cimento. Este método é valido

para blocos de alvenaria e pavers.

Estudo de Granulometria

No primeiro estudo é proposto faixas de granulométricas indicadas para

dosagem de blocos e pavers. Estas faixas correspondem à média entre as

recomendações da fabricante de vibro-prensas Columbia Machine e granulometrias

resultantes de consultorias prestadas para médios e grandes produtores de bloco no

Brasil e exterior nos últimos 20 anos (FERNANDES, 2012a). Na Tabela 5 e Figura 5

podem-se observar os limites recomendados para produção de blocos e pavers e suas

representações gráficas, respectivamente.

31

Tabela 5 - Limites recomendados do percentual retido acumulado para blocos e pavers

Peneira (mm)

FAIXAS GRANULOMÉTRICAS RECOMENDADAS

(percentual retido acumulado - %)

Bloco Paver

Limite Inferior

Limite Superior

Limite Inferior

Limite Su-perior

12,5 0 0 0 0

9,5 0 15 0 0

6,3 0 33 0 20

4,8 19 51 19 40

2,4 37 66 37 61

1,2 54 78 54 78

0,6 68 90 72 92

0,3 80 97 85 100

0,15 90 100 95 100

0,075 100 100 100 100

Fundo 100 100 100 100

Fonte: Fernandes (2012c)

Figura 5 - Faixa granulométrica indicada para blocos de concreto e paver.


A escolha entre uma curva granulométrica mais próxima ao limite superior ou

inferior leva em conta aspectos como acabamento e o custo unitário. Quanto mais

próximo ao limite superior se produz blocos mais resistentes, econômicos e rústicos,

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12,59,56,34,82,41,20,60,30,150,075Fundo

RET

IDO

AC

UM

ULA

DO

(%

)

ABERTURA DAS PENEIRAS (mm)

Limites paraBlocos

Limites paraPavers

32

já no outro extremo o diferencial fica por conta do melhor acabamento (FERNANDES,

2012b).

Outro parâmetro também avaliado é o modulo de finura, que corresponde à

soma das porcentagens retidas acumuladas em massa de um agregado, nas peneiras

da série normal, dividida por 100 (ABNT, 2003). Fernandes (2012c) propõem alguns

parâmetros de módulo de finura (MF) em função do uso do concreto seco, estes estão

apresentados na tabela 6.

Tabela 6 - Sugestão de MF da mistura em função do acabamento, resistência mecânica

Sugestão de MF da mistura

Bloco aparente < 3,00

Bloco até 10 MPa < 3,40

Bloco acima de 10 MPa de 3,40 a 4,00

Paver 50 MPa de 3,20 a 3,80


Estudo de Umidade

Este estudo tem o objetivo de avaliar a umidade ótima, que é aquela que

propícia a maior resistência mecânica. Nesta etapa é necessário que se tenha definido

a curva granulométrica desejada e o equipamento a ser utilizado para produção dos

blocos.

O procedimento proposto consiste em fixar um traço e utilizar de três a cinco

teores de umidade. Para cada teor de umidade moldar, ao menos, três blocos de

concreto, no equipamento vibro-prensa que será utilizado na fase de produção, para

cada idade que se deseja avaliar (FERNANDES, 2012a). Na Figura 6 pode-se

observar as características da resistência para um traço genérico.

33

Figura 6 - Exemplo de curva de umidade para um traço genérico.

Fonte: Fernandes (2012a)

Estudo de Consumo de Cimento

Neste último estudo o objetivo é obter uma regressão que correlaciona à

resistência mecânica à compressão com a relação agregados/cimento em massa. O

procedimento consiste em propor relações agregado/cimento entre 23 e 4 e moldar,

com a vibro-prensa a ser utilizada na produção, com a umidade ótima encontrada no

estudo anterior e romper na idade que se deseja conhecer o desempenho

(FERNANDES, 2012a).

Como resultado desta etapa, têm-se as resistências à compressão em

diferentes relações cimento/agregado, Fernandes (2012c) recomenda para bloco de

concreto para alvenaria 1:6, 1:9, 1:12, 1:15 e 1:23. Tendo por base estes dados é

possível gerar uma regressão logarítmica, representada na Figura 7, que representa

o desempenho teórico para a composição de agregado e umidades propostas.

Re

sis

tên

cia

(M

Pa

)

Umidade da Mistura (%)

34

Figura 7– Representação gráfica do desempenho da resistência à compressão para diferentes

relações agregado/cimento.


2.3.4.2 Método de dosagem proposto pela Columbia Machine

Esta metodologia se preocupa com as características dos agregados e com as

propriedades finais dos blocos, dentre elas a resistência à compressão, textura e

porosidade (FRASSON JR.; OLIVEIRA; PRUDÊNCIO JR., 2008).

A recomendação quanto à granulometria está na combinação entre agregado

graúdo e miúdo tenha 100% de material passante na peneira 9,5mm e cerca de 20%

a 30% de material retido na peneira 4,8mm e possuir uma quantidade mínima de finos

entre 12% a 15% em volume passante na peneira 0,3 mm em relação à mistura total

podendo em alguns casos passar de 20%.

y = -A ln(x) + C

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 22,0 24,0

Res

istê

nc

ia (

MP

a)

Traço (agregado/cimento)

35

Tabela 7 - Granulometrias sugeridas de agregados para produção de blocos de concreto em função da textura superficial.

Peneira (mm) Porcentagem retida acumulada

Textura Fina

Textura Mé-dia

Textura Grossa

9,5 0 0 0

4,8 21 25 30

2,4 36 40 50

1,2 51 55 67

0,6 66 70 81

0,6 82 85 91

0,15 94 95 98

Módulo de finura 3,5 3,7 4,17

Fonte: Frasson Jr., Oliveira e Prudêncio Jr. (2008)

Definida a composição de agregados em função da textura superficial

desejada, devem ser testados no vibro-prensa que será utilizada na produção

comercial, com proporções entre cimento e composição de agregados de 1:6, 1:7, 1:8,

1:9, 1:10 e 1:11 (FRASSON JR.; OLIVEIRA; PRUDÊNCIO JR., 2008).

2.3.4.3 Método de dosagem da Besser Company.

Este método foi elaborado por Lucas Pfeiffenberger (1985 apud MEDEIROS,

1993) e adotado pela Besser Company, fabricante de equipamentos vibro-prensas

norte-americana. Medeiros (1993), realizou a adaptação deste método, utilizando-se

dos conceitos proposto pelo método, avaliando e propondo um procedimento mais

adequado à realidade brasileira.

O método baseia-se no ajuste do traço pelo módulo de finura das misturas, e o

resultado final da composição de agregado esteja dentro dos limites sugeridos por

Pfeiffenberger (1985 apud MEDEIROS, 1993), em função das características

esperadas no bloco a ser produzido.

Medeiros (1993) sugere que a proporção inicial seja com 40% de pedrisco e

60% de areia média, em massa, e módulo de finura próximo ao intervalo de 3,60 a

3,75. Apesar de propor o uso de dois agregados é previsto, a adequação

granulométrica com um terceiro agregado que ajuste a proposta. Segundo o autor,

para os blocos de concreto, é sugerida a composição adequada na Tabela 8.

36

Tabela 8 - Proporção adequada de agregados para cada grupo de peneiras, em porcentagens retidas acumuladas (MEDEIROS, 1993 adaptado).

Peneiras (mm) Material Percentual retido (%)

4,8 Grosso 40

2,4

1,2

Médio 45 0,6

0,3

0,15 Fino 15

O método, ainda prevê, o ajuste no equipamento e tempos de produção da

vibro-prensa, a avaliação da textura e a resistência mecânica através do uso do

equipamento vibro-prensa em escala real. Com relação ao método propõem valores

na faixa de 6,0% a 7,5%, devendo ser ajustada nos testes em escala real.

2.3.4.4 Método de dosagem da ABCP adaptado

O método de dosagem propõe a composição entre agregados graúdos e

miúdos que em sua mistura final obtenha o menor volume de vazios possível. Para

isto é necessário secar os agregados, determinar as massas unitárias compactadas

para cada composição (FERREIRA JR., 1995). A determinação da massa unitária

compactada, na época do estudo, a norma utilizada era a NBR 7810/1983, porém esta

norma foi cancelada e substituída pela NBR NM 45 (ABNT, 2006).

Com base nos resultados dos ensaios, pode-se traçar uma curva com

desempenho semelhante à apresentada na Figura 8. A composição ideal para

produção de blocos é obtida com o menor volume de vazios.

37

Figura 8 - Desempenho do volume de vazios em relação às composições de agregados

Escolhida a composição ótima dos agregados, deve se realizar testes em

escala real com a vibro-prensa, que será utilizada na produção, para a determinação

da relação cimento/agregados mais adequada aos requisitos dos projetistas

(FERREIRA JR., 1995).

A questão água também é tratada pelo método, sendo previsto a adoção da

máxima quantidade possível (umidade ótima), desde que os blocos não percam

coesão ou adira às paredes dos moldes (FERREIRA JR., 1995).

Quanto aos ajustes da vibro-prensa Ferreira Jr. (1995) ressalta o cuidado

quanto ao tempo de produção por unidade de bloco, para isso sugere otimizar o tempo

de vibro-prensagem que deve ser o menor tempo necessário para a máxima

compactação.

2.3.4.5 Método de dosagem do IPT/Epusp adaptado

Este método consiste na adaptação do método de dosagem do IPT/Epusp para

concretos plásticos que Tango (1994), adaptou para concretos secos com finalidade

de produção de blocos de concreto em máquinas vibro-prensas.

38

O método prevê as seis etapas descritas a seguir:

1. Ajuste dos agregados:

O Diâmetro máximo dos agregados deve ser inferior à metade da

menor espessura de parede dos blocos;

A proporção entre os agregados pode ser definida por faixas

granulométricas pré-estabelecidas ou pela maior massa unitária;

2. Estabelecimento da resistência de dosagem:

Obtida em função resistência característica requerida em projeto e do

desvio padrão da produção;

3. Estimativa dos teores agregado/cimento (m)

Define-se no mínimo três teores agregado/cimento, sendo um “rico”,

um “médio” e um “pobre”. Recomenda-se que a resistência de

dosagem e seu desvio padrão estejam dentro do intervalo avaliado;

4. Teor de argamassa e da umidade ótima do traço médio

Nesta etapa se produz variando-se o teor de argamassa e escolher

por aquela que apresentar bom aspecto superficial, massa unitária

elevada e boa trabalhabilidade.

Tango (1994) afirma que normalmente a umidade ótima que está no

“ponto de pelota”, ou seja, permite moldar-se uma pelota de concreto

com as mãos;

5. Produção das misturas experimentais

Definidos os parâmetros de cada traço (teor de argamassa, teor de

agregado/cimento e umidade ótima), se molda e ensaia os blocos à

compressão;

6. Representação gráfica e equações

Finalmente, correlacionando os resultados, podendo ser determinada

graficamente ou por equações as propriedades dentro do campo

pesquisado.

39

Na figura 9 pode-se notar como é a representação gráfica do diagrama de

dosagem IPT/EPUSP adaptado por Tango (1994) para blocos de concreto.

Figura 9 - Diagrama de dosagem IPT/EPUSP adaptado para blocos de concreto.

Fonte: Tango (1994)

2.4 Cinza do Bagaço de Cana-de-açúcar

Para melhor compreensão do cenário que envolve o uso da CBC é necessário

conhecer o processo de produção da cana-de-açúcar, os resíduos gerados no

processamento da cana-de-açúcar, a geração da CBC e a atual destinação, a seguir

são abordados os itens citados.

2.4.1 Produção de Cana-de-Açúcar

Ao longo da história, o Brasil em sido um dos maiores produtores mundiais de

cana-de-açúcar seja pelo açúcar ou pelo álcool, mas o grande crescimento de

produção ocorreu em decorrência do Programa Nacional do Álcool – Proálcool. Este

foi criado com a finalidade de reduzir dependência do petróleo importado e criar um

mercado adicional para os produtores de açúcar (EPE, 2008).

40

Atualmente, no Brasil, segundo o primeiro levantamento da safra 2012/13 de

cana-de-açúcar realizado pela Companhia Nacional de Abastecimento (CONAB) a

área cultivada nesta safra é estimada em 8.567,2 mil hectares. O estado do Paraná,

o quarto maior produtor do país representa 7,17% da área cultivada (614,01 mil

hectares) (CONAB, 2012).

Com relação à quantidade produzida, segundo os dados da safra 2010/11 foi

produzido no Brasil 623.719.902 t, sendo destes 6,9% (43.320.724 t) produzidas no

Paraná. Esta produção se concentra na região noroeste e norte do estado como se

pode observar na figura 10 (ALCOPAR, 2010).

Figura 10 - Usinas e destilarias do Paraná (ALCOPAR, 2010)

41

2.4.2 Resíduos Gerados pela Cana-de-açúcar

O setor sucroalcooleiro, responsável por produtos como açúcar e álcool e em

menor escala biodiesel e biomassa. A produção de açúcar e álcool compreende as

etapas de colheita, transporte até a usina, lavagem e processamento. O ponto, no

qual, o processamento se difere após a extração do caldo da cana, que é tratado para

produzir açúcar ou fermentado para a produção de álcool (CORDEIRO, 2006). Na

Figura 11 pode-se observar as etapas de produção de açúcar e álcool.

Figura 11 - Organograma do processo de produção de açúcar e álcool (CORDEIRO, 2006)

Os principais resíduos do setor são apresentados no Quadro 4. Duas

informações merecem destaque, a produção de bagaço que representa 26% da cana-

de-açúcar moída e o bagaço apresenta valores próximos a 10% do bagaço queimado.

42

Quadro 4 - Resíduos gerados pela-cana-de-açúcar (FIESP/CIESP (2001); FREITAS (2005))

Resíduo Valores médios

de produção Origem Destino

Bagaço 260 kg bagaço

/tonelada de cana moída

Moagem da cana e extração do caldo

Cogeração de energia elétrica Uso como adubo

Produção de ração animal Produção de aglomerados

Produção de celulose

Torta de filtração

- Filtração do lodo -

clarificação Uso como condicionador do solo

Produção de ração animal

Vinhoto - Resíduo da destilação do melaço fermentado

Uso como fertilizante

Melaço - Fabricação do açúcar Produção do álcool

Palha 18,2 toneladas de

palha seca /hectare

Folhas secas, folhas verdes e ponteiros. Corte para moagem

Disposto no solo junto com o vinhoto para adubação do terreno.

CBC 23,8 kg de

cinza/tonelada de bagaço queimado

Queima do bagaço em caldeiras para

cogeração de energia

Encaminhada juntamente comas tortas de filtro e a palha na adubação do solo

2.4.3 Geração da Cinza

A geração de cinza vem desde o início do século XX, com a substituição da

lenha em caldeiras pelo bagaço de cana-de-açúcar, na geração de energia elétrica e

vapor em usinas e destilarias do Brasil (COELHO, 1999).

Segundo a CONAB (2011) a geração de energia elétrica pelo setor

sucroalcooleiro apresenta grande potencial. O bagaço de cana se destaca como fonte

primária de energia, principalmente quando comparado à capacidade instalada com

os números totais da geração nacional e a parcela originada na usina de Itaipu. Estes

dados estão apresentados na Tabela 9, que apresenta também uma simulação do

potencial do setor.

Tabela 9 - Posição do total da energia elétrica gerada no ano de 2009 (CONAB, 2011)

Origem da produção Total em

megawatts/hora Participação

no total

Acumulado de todas as fontes do país 445.662.850 100%

Geração anual da Itaipu 91.651.808 20,6%

Geração do setor sucroalcooleiro na safra 2009-2010 (atual)

20.031.423 4,5%

Total simulado do potencial de geração do setor sucroalcooleiro em 2009-2010 (Potencial)

39.949.383 9%

43

Como resultado do uso da queima do bagaço de cana-de-açúcar para a

geração de energia demonstra-se promissor, porém tem a produção da cinza que

apresar de reduzir o volume, não é menos expressivo, de acordo com os estudos

desenvolvidos por Cordeiro (2006).

Considerando as afirmações de Cordeiro (2006) de que aproximadamente

93% do bagaço de cana-de-açúcar foram destinadas à queima em caldeiras para

geração de vapor e as estimativas de geração de bagaço e CBC do FIESP/CIESP

(2001) e Freitas (2005), pode-se estimar que no Brasil produza 151 milhões de

toneladas de bagaço e 3,5 milhões de toneladas de CBC.

2.4.4 Disposição Final da CBC

A cinza residual é geralmente utilizada como adubo nas próprias lavouras de

cana-de-açúcar, apesar de possuir característica de difícil degradação e apresentar

poucos nutrientes minerais podendo concluir que estas cinzas lançadas como adubo

não tem nutrientes minerais adequados para esta finalidade (MANHÃES, 1999;

SOUZA et al, (2007).

Souza et al. (2011) afirma que a composição química das CBC’s mostra que

elas são variáveis, devido a diferenças no solo onde a cana de açúcar foi cultivado.

Porém é consenso na literatura que o principal componente é a sílica (SiO2).

CORDEIRO (2006), PAULA (2006) e FREITAS (2005) afirmam que possuem em sua

composição teores de SiO2 acima de 60% e demais óxidos em proporções variáveis.

Outra questão é a reatividade da sílica que segundo Tashima (2006) a

temperatura de combustão de resíduos agrícolas favorece o surgimento de sílicas

amorfas ou cristalinas nas cinzas. O que implica, respectivamente, em pozolanicidade

ou não. Corroborando a este fato Paula (2006) afirma que outras variáveis como o

tempo de queima também influi na forma da sílica. Apesar de, ainda, não existir

consenso quanto à temperatura e ao tempo de queima.

44

2.5 Estudos Realizados

Na literatura estudada não se encontrou referências que correlacionem o uso

da CBC em blocos de concreto para alvenaria ou concretos secos, porém existem

inúmeros trabalhos que se utilizam da CBC em concretos e argamassas. Com relação

a agregados alternativos em blocos de concreto para alvenaria e concretos secos,

observa-se o uso de RCC.

Nos itens seguintes estão destacados os principais resultados encontrados na

experiência do Grupo de Desenvolvimento e Análise do Concreto Estrutural (GDACE)

com a CBC, em especial a produzida pela Usina Santa Terezinha – Maringá, e estudos

realizados por outras instituições no âmbito da CBC como agregado miúdo e blocos

de concreto com materiais alternativos.

2.5.1 Estudos do Uso da CBC como Agregado

Nas pesquisas realizadas no GDACE destacam-se as investigações de

caracterização físico-química (NUNES, 2009), do comportamento reológico da CBC

na pasta de cimento (SARMENTO, 2010), do uso da CBC em concreto convencional

(SECCHI et al.,2009; SECCHI,2009; SECCHI et al.,2009), em concreto de alto

desempenho (ABE, 2010), em concreto auto adensável (MOLIN FILHO, 2012) e a

durabilidade dos concretos convencionais com CBC (ABE, 2009).

Nunes (2009), nos seus estudos das características físico-químicas da CBC

para uso na construção civil, verificou a viabilidade técnica da substituição do cimento

pela cinza com granulometria inferior a 0,6 mm. Para isto substituiu 0%, 3%, 5%, 7%,

10%, 13%, 15% e 20% do cimento e avaliou através do ensaio de resistência à

compressão simples de cilíndricos 10 cm x 20 cm, nas idades de 3, 7, 14 e 28 dias.

Ainda Nunes (2009) constatou a substituição de até 13% de cimento por CBC

produziu um ganho considerável na resistência à compressão, sendo a taxa de 7% a

que proporcionou a maior resistência. O ganho de resistência nas primeiras idades

também foi relevante, podendo ser explicado pela granulometria mais continua

proporcionado pelas partículas finas.

45

Secchi (2010) avaliou a alternativa de utilização da CBC na construção civil

como adição de concreto e elaborou diagramas de dosagens buscando o menor

consumo de cimento e areia com as mesmas características dos concretos

convencionais. Seguindo o método de dosagem do IPT/EPUSP, com a substituição

parcial do agregado miúdo por CBC, nos teores de 0%, 10%, 15%, 20% e 30%, em

massa, para os traços 1:6,5, 1:5 e 1:3,5, com a moldagem de corpos-de-prova

cilíndricos 10 cm x 20 cm, rompidos a compressão simples nas idades de 3, 7 e 28

dias. Os resultados obtidos apontam para um aumento na resistência à compressão

dos concretos com CBC em substituição parcial da areia, sendo justificada pela

hipótese de que a CBC atua na mistura do concreto como um filer.

Abe (2009) pesquisou a influência da CBC na durabilidade de concretos. Para

alcançar este objetivo avaliou a resistência à compressão simples, absorção de água

por imersão e por capilaridade dos concretos com 0%, 7%, 10% e 20% de CBC

adicionadas ao concreto. Para a realização dos ensaios foram moldados corpos-de-

prova cilíndricos de10cm x20cm

Dos resultados a maior resistência à compressão e menor absorção por

imersão com a taxa de 10% de CBC e menor absorção por capilaridade no teor de

7% de CBC. Percebeu-se com os resultados da pesquisa que o aumento do teor de

CBC reduz o consumo de cimento mantendo-se a resistência à compressão do

concreto praticamente constante. Ainda se sugere que adicionar teores de CBC até

10% da massa de cimento, não prejudicaria a durabilidade dos concretos (ABE, 2009).

Abe (2010) desenvolveu uma pesquisa para produção de concretos de alta

resistência utilizando a CBC como adição mineral na substituição parcial do agregado

miúdo, nessa pesquisa desejava-se atingir resistências superiores a 50 MPa,

avaliando a possibilidade de sua utilização na produção de concretos de alta

resistência. Para a confecção do concreto foi substituído a areia por CBC nas taxas

de 0%, 10%, 15%, 20% e 30%. Usou-se o cimento Portland CPV-ARI, areia de origem

quartzosa, pedra britada de origem basáltica, CBC, sílica ativa e superplastificante de

última geração.

46

Os corpos-de-prova foram ensaiados a compressão nas idades de 3, 7 e 28

dias. O teor de maior eficiência foi o de 10%, pois apresentou um aumento de

aproximadamente 4% na resistência e apenas 1,87% no consumo, em relação ao

traço de padrão.

Souto (2010) avaliou a substituição de agregado miúdo entre 05 e 30% em

concretos convencionais de classe C30. Nas amostras foram verificadas a resistência

à compressão axial, tração por compressão diametral e módulo de deformação. Os

resultados com substituição de até 20%, sendo registrados ganhos de até 12% em

comparação ao concreto de referência. Concluindo que a CBC pode ser utilizado

como material alternativo na produção de concreto.

Sarmento (2010), estudou a influência da CBC no comportamento reológico

de pastas de cimento, quando adicionado 5%, 10%, 15% e 20% em relação a massa

de cimento, mantendo fixas as quantidades de cimento e água. Para os teores de

cinza foram avaliados os comportamentos reológicos das pastas nas taxas de

superplastificante de 0,4%, 0,6%, 0,8%, 1%, 1,2% e 1,4% em relação à massa de

cimento. Verifica-se, que a quantidade de cinza do bagaço da cana-de-açúcar

influencia diretamente no comportamento reológico de pastas de cimento estudada.

Molin Filho (2012) estudou o concreto autoadensável (CAA) com substituições

em massa da areia pela CBC nas taxas de 0%, 5%, 10%, 20%, 25%, 30% e 40%,

sendo que o CAA com 10% de CBC teve atendimento de todos os parâmetros

recomendados pela ABNT NBR 15823-1:2010. Os desempenhos da resistência à

compressão e da resistência à tração aos 28 dias foram satisfatórios, sendo possível

classificá-los como pertencentes à classe de resistência I e grupo C40. Verificou-se

também que a substituição de 10% de areia por CBC no traço do CAA não altera as

características reológicas, mantendo os mesmos aspectos de fluidez, coesão e

consistência, assim como não produz alterações nas propriedades mecânicas.

Zardo et al. (2004) avaliou o potencial das cinzas provenientes da queima com

e sem moagem da CBC como adição mineral em concretos, como resultado observou

melhora das resistências à flexão e tração com relação à cinza não moída. Constatou-

47

se também a presença de 77,3% de sílica na forma de cristais e com baixa área

superficial direcionando o seu uso apenas como agregado.

Martins, Zanella e Paulino Jr (2007), estudaram o uso da CBC como agregado

miúdo para argamassas. Os resultados demostraram a substituição de 100% do

agregado miúdo por CBC apresentaram melhor desempenho que com 100% de areia.

Atribui-se esta relação ao efeito filer.

Lima, et al.(2009) pesquisou o desempenho da CBC como substituto do

agregado miúdo para desenvolvimento da infraestrutura urbana. Foram moldados

corpos de prova de argamassa com a CBC e verificada a resistência à compressão

aos 7, 14 e 28 dias, e a retração por secagem, aos 56 dias. Os resultados indicaram

que as amostras de CBC possuem propriedades físicas semelhantes as da areia

natural. Em outra pesquisa em 2010, Lima e seu grupo usou da CBC em três séries

de concretos, cada uma com um tipo de cimento - alta resistência inicial, composto e

pozolânico - e com 0%, 30% e 50% de CBC em substituição ao agregado miúdo.

Foram avaliados a resistência à compressão e à tração, módulo tangente inicial, índice

de vazios e massa específica no estado fresco e endurecido. Os resultados indicaram

que os concretos confeccionados com o cimento composto e 30% de CBC

apresentaram melhor desempenho comparado com a referência.

Bessa (2011) analisou a CBC como substituto do agregado miúdo na

produção de guias de concreto para infraestrutura urbana de dimensões 1,00 x 0,15

x 0,30 m. Inicialmente produziu-se e avaliou o desempenho mecânico das

argamassas de cimento nos teores de 0%, 10%, 20%, 30%, 50% e 100% de

substituição, destes foram escolhidos os teores de 30% e 50% de CBC para produção

de concreto, que foram avaliados por meio de estudos de dosagem e de ensaios

mecânicos e de durabilidade. Dos resultados tem-se que os concretos produzidos com

a CBC e com o cimento CP II E 32 obtiveram os melhores resultados mecânicos e à

durabilidade não afetou significativamente a vida útil dos artefatos.

O trabalho de Almeida et al. (2012) teve o objetivo de avaliar, de forma

qualitativa, a profundidade de carbonatação de argamassas produzidas com a CBC,

em substituição à areia natural. As amostras de CBC foram coletadas em usinas do

48

estado de São Paulo, Brasil. Foram produzidas argamassas com cimento Portland

composto, com teores de substituição de areia natural por CBC de 0%, 30% e 50%,

em massa. Foram realizados ensaios mecânicos e de avaliação da profundidade de

carbonatação natural, pelo método colorimétrico, nas idades de 60, 90 e 120 dias.

Pode-se indicar que a adição da CBC não influenciou significativamente na

durabilidade de matrizes cimentícias das argamassas.

2.5.2 Estudos da Incorporação de Resíduos em Blocos de Concreto

De Pauw (1982) avaliou a substituição parcial de agregados naturais por

agregados de RCC em blocos de concreto para alvenaria de vedação. Os agregados

reciclados foram divididos em faixas, sendo de 0 mm a 2,5 mm e de 3 mm a 12mm,

na primeira faixa verificou-se uma queda na resistência comparando-se a referência.

Já na segunda faixa verificou-se um ganho da resistência

O uso de agregados estudado por Pollet et al.(1997), usando reciclados de

concreto e agregados reciclados de alvenaria cerâmica na produção de blocos de

concreto para alvenaria. Foram estudados diferentes faixas granulométricas, e duas

energias de compactação, os blocos avaliados com agregados reciclados

apresentaram menor desempenho em relação aos blocos referência.

Pimienta et al. (1998) produziram blocos de concreto para alvenaria com

agregados de RCC. Os autores verificaram que a utilização da fração graúda e miúda

reciclada acarretou redução de até 50% na resistência à compressão e um aumento

2,5 vezes a retração por secagem. Porém os pesquisadores afirmam que o uso do

agregado graúdo reciclado é viável, desde que aumente o consumo de cimento em

10%.

Os estudos realizados por Sousa (2001) avaliou os parâmetros que

influenciam nas propriedades e na dosagem do concreto seco para blocos de concreto

e a viabilidade do uso de RCC em substituição aos agregados naturais. Foram

estudados o tempo de adensamento, consistência de moldagem, composição

granulométrica dos agregados e proporção cimento/agregado. Para isto foram

49

moldados corpos de prova cilíndricos 20 cm x 10 cm e em blocos de concreto

(10x19x39) cm. O autor observou uma redução na massa específica e na resistência

à compressão, e aumento na absorção. Os resultados também indicam significativa

influência da composição granulométrica.

Já Fioriti (2002), estudou o uso de resíduos de borracha vulcanizada triturada

proveniente da recauchutagem de pneus. Foram produzidos os blocos estruturais com

adições de borracha nas taxas 10%,13% e 15% (em volume), e os blocos de vedação

com adições de 15%, 20% e 25%.Os blocos foram avaliados quanto a resistência à

compressão e a absorção de água. Dos resultados destaca-se a menor massa que o

bloco referência, o desempenho mecânico adequado e o maior consumo de cimento.

Souza et al. (2002) pesquisaram a utilização de agregados de RCC na

produção de blocos de concreto. O estudo iniciou-se pela definição dos parâmetros

de mistura para a referência através da análise de cilindros 10 cm x 20 cm.

Estabeleceram-se as faixas granulométricas e por fim produziram os blocos de

concreto. Para as composições próximas de 30% de RCC, os resultados foram

satisfatórios.

As propriedades físicas e mecânicas de blocos de concreto com função

estrutural e as propriedades mecânicas de mini paredes produzidas com esses blocos

que em sua composição apresentavam agregado miúdo natural e agregado graúdo

de RCC foram avaliadas por Fonseca (2002). O processo de dosagem foi realizado

pela moldagem de cilindros 10 cm x 20 cm e sua avaliação de resistência à

compressão das composições propostas e com base na análise dos resultados,

realizaram-se moldagens em escala real. Dos principais resultados destaca-se a

elevada absorção de água, a resistência característica aos 28 dias (fbk) igual a 8,5

MPa, para um consumo de cimento de 210 kg/m3.

Sousa, Bauer e Spoto (2003) investigaram o aproveitamento de RCC em

blocos de concreto para alvenaria. A definição dos parâmetros da mistura foi realizada

através de corpos de prova cilíndricos de 10 cm x 20 cm moldados em mesas

vibratórias, posteriormente, definiram-se os limites granulométricos e ajustes das

curvas granulométricas com agregados reciclados, e por fim foram moldados os

50

blocos de concreto para alvenaria que foram avaliados quanto à umidade de

moldagem, massa específica, absorção de água e resistência à compressão. Os

resultados indicaram a potencialidade do uso em blocos de concreto.

Com uso de RCC Albuquerque (2005), estudou a produção de blocos de

concreto. A metodologia empregada foi a IPT/EPUSP adaptada para blocos de

concreto. A composição dos agregados considerou a maior compacidade e módulo

de finura igual a 3,70, este último parâmetro não foi alcançado devido à falta de

materiais finos. Dos resultados destacam-se os altos valores de absorção água e do

ponto de vista econômico houve a diminuição dos custos de insumos em 2,5%,

mesmo com o aumento de 55% no consumo de cimento.

Farias et al. (2005) investigaram blocos de concreto e prismas com agregados

reciclados de RCC. Na produção dos blocos de concreto foi utilizado cimento CP-II-

F32 e agregados reciclados miúdo e graúdo, este foi realizado a pré-saturado, sendo

utilizados os traços 1:6, 1:7, 1:8, 1:10,6 e 1:13. Como resultado a absorção de água

todas amostras foram superiores a 12% e a resistência à compressão aos 28 dias, no

traço 1:6 as resistências foram superiores a 3,0 MPa e nos demais traços, os valores

ficaram entre 1,5 MPa e 2,8 MPa.

O Estudo realizado por Ribeiro (2005) utilizou o uso de resíduo de CCR

(concreto compactado a rolo) como agregado em blocos de concreto para alvenaria.

Para tal, propôs quatro classes de resistência à compressão de 2,5 MPa, 6,0 MPa,

8,0 MPa e 10,0 MPa e substituição dos agregados naturais (graúdo e miúdo) nas taxas

de 0%, 25%, 50%, 75%, 100%, com base nos resultados o autor afirma que a taxa de

substituição de 75% apresenta melhor desempenho comparado com as demais taxas

de substituição.

Buttler (2007) em sua pesquisa avaliou a incorporação de agregados

reciclados de concreto em blocos nas classes de resistência de 4,5 MPa, 8,0 MPa e

12,0 MPa. Neste estudo foi caracterizado aos agregados, analisado as propriedades

físicas e mecânicas dos cilíndricos 5 cm x 10 cm. No terceiro momento da pesquisa

foram moldados blocos de concreto e avaliou seu desempenho. Na última etapa

51

avaliou-se a retração por secagem em mini-paredes, resistência à compressão e

módulo de deformação dos prismas e mini paredes.

52

3. MATERIAIS E MÉTODOS

Neste capítulo são expostos os materiais e as metodologias utilizadas para

alcançar o objetivo principal. Os ensaios utilizados para caracterização dos materiais,

estudos de dosagens e dos blocos moldados estão a seguir descritos.

As etapas de caracterização dos agregados e corpos-de-prova foram

realizadas nos laboratórios do Departamento de Engenharia Civil da Universidade

Estadual de Maringá e contou com a colaboração e a infraestrutura dos laboratórios

abaixo mencionados:

Laboratório de Concretos Especiais – UEM

Laboratório de Materiais de Construção Civil - UEM

Laboratório de Mecânica dos Solos - UEM

Para a fase de moldagem do corpo-de-prova e preparação da CBC foram

realizadas em parceria com uma empresa especializada na fabricação de artefatos de

concreto como blocos de concreto, pavers e tubos de concreto localizada no município

de Mandaguaçu, estado do Paraná.

3.1 Materiais Utilizados na Produção do Bloco de concreto

Para a produção dos blocos de concreto, na fase experimental desta pesquisa,

foram utilizados: cimento, pó de pedra, areia grossa, pedrisco 3/8, granilha 3/16, CBC,

aditivo plastificante para concreto sem slump e água.

3.1.1 Cimento

Nesta pesquisa utilizou-se o Cimento Portland de Alta Resistência Inicial (CP

V-ARI). As características do lote utilizado foram obtidas pelo relatório fornecido pela

cimenteira, nas tabelas 10 e 11 nas quais pode-se observar as propriedades físicas e

químicas do lote do cimento utilizado nas moldagens.

53

Tabela 10 - Propriedades físicas do CP V-ARI

Propriedade Unidade Valores

Finura #200 % 0,3

Finura #350 % 1,1

Massa Específica g/cm³ 3,1

Blaine cm²/g 5140

Tempo de início de Pega h 02:45

Tempo de fim de Pega h 04:35

Resistência à Compressão 1 Dia MPa 23,4

Resistência à Compressão 3 Dias MPa 36,6



Tabela 11 - Propriedades químicas do CP V-ARI

Propriedade Unidade Valores

Perda ao Fogo % 3,69

SiO2 % 18,25

Al2O3 % 4,42

Fe2O3 % 2,29

CaO % 59,7

MgO % 6,16

SO3 % 4,15

Na2O % 0,11

K2O % 0,68

Resíduo Insolúvel % 0,82

CaO % 1,08

Segundo a NBR 5733 (ABNT, 1991), o cimento utilizado atende às exigências

físicas, mecânicas e químicas propostas. Outro fator relevante deste cimento é sua

alta resistência inicial que acelera o processo de cura e de entrega ao consumidor

final.

54

3.1.2 Agregados

Com o objetivo de conhecer as propriedades dos agregados utilizados na

moldagem dos blocos de concreto, foram coletadas amostras de pó de pedra, areia,

granilha 3/16 e pedrisco 3/8, as quais foram submetidas aos ensaios de: análise de

composição granulométrica (NBR NM 248:2003), massa unitária no estado solto (NBR

NM 45:2006), massa unitária compactada (NBR NM 45:2006), massa específica (NBR

NM 52:2009) e teor de materiais pulverulentos (NBR NM 46:2003).

3.1.2.1 Areia

A areia utilizada foi proveniente da região de Maringá, estado do Paraná, sendo

esta de origem quartzosa, com fornecimento a granel. Sua caracterização é

apresentada a seguir, nas tabelas 12 e 13 e na figura 12.

Tabela 12 – Características físicas da areia

Propriedade Unidade Valor Experimental

Massa específica (γs) g/cm³ 2,60

Massa unitária solta (MUs) g/cm³ 1,67

Massa unitária compactada (MUc) g/cm³ 1,81

Teor de Pulverulentos % 0,52

Diâmetro Máximo Característico (Φmáx) mm 4,8

Módulo de Finura - 2,78

Tabela 13 – Valores retidos e acumulados no ensaio de granulometria

Peneira (mm) Percentual retido acumulado (%)

6,3 0,0%

4,8 0,8%

2,4 6,0%

1,2 26,1%

0,6 53,7%

0,3 91,5%

0,15 99,6%

Fundo 100,0%

55

Figura 12 - Distribuição granulométrica da areia

3.1.2.2 Pó de pedra

O pó de pedra utilizado é de origem basáltica da região de Maringá, estado do

Paraná, seu fornecimento é a granel. Sua caracterização é apresentada a seguir, nas

tabelas 14 e 15 e na figura 13.

Tabela 14 - Características físicas do pó de pedra








0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

90,00%

100,00%

9,56,34,82,41,20,60,30,15Fundo

Po

rce

nta

cem

re

tid

a ac

um

ula

da

Distribuição Granulométrica - Areia

56


Peneira (mm)

Percentual retido acumulado (%)

4,8 0,0

2,4 3,3

1,2 25,8

0,6 40,5

0,3 54,5

0,15 71,1

Fundo 100,0

Figura 13 - Distribuição granulométrica do pó de pedra

3.1.2.3 Pedrisco

O pedrisco utilizado é de origem basáltica da região de Maringá, estado do

Paraná, sendo seu fornecimento a granel. Sua caracterização é apresentada a seguir,

nas tabelas 16 e 17 e na figura 14.

Tabela 16 - Características físicas do pedrisco








0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

90,00%

100,00%

9,56,34,82,41,20,60,30,15FundoP

orc

en

tace

m r

eti

da

acu

mu

lad

a

Distribuição Granulométrica - Pó de Pedra

57


Peneira (mm) Percentual retido acumulado (%)

9,5 1,9

6,3 43,5

4,8 78,6

2,4 99,7

1,2 99,7

0,6 99,7

0,3 99,7

0,15 99,8

Fundo 100,0

Figura 14 – Distribuição granulométrica do pedrisco

3.1.2.4 Granilha

A granilha utilizada foi proveniente da região de Maringá, estado do Paraná é

de origem basáltica e fornecida a granel. Sua caracterização é apresentada a seguir,

nas tabelas 18 e 19 e na figura 15.

Tabela 18 - Características físicas da granilha








0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

90,00%

100,00%

9,56,34,82,41,20,60,30,15FundoP

orc

en

tace

m r

eti

da

acu

mu

lad

a

Distribuição Granulométrica - Pedrisco

58


Peneira (mm)


6,3 0,0

4,8 0,1

2,4 63,8

1,2 94,4

0,6 97,2

0,3 97,8

0,15 98,1

Fundo 100,0

Figura 15 - Distribuição granulométrica da granilha

3.1.3 CBC

A CBC utilizada nesta pesquisa foi coletada na Usina Santa Terezinha -Unidade

de Iguatemi no município de Maringá, no estado do Paraná, na segunda semana de

agosto de 2012. Para a utilização da CBC realizou-se sua lavagem com água, com o

objetivo de retirar a palha presente na amostra, sendo armazenadas úmidas e

divididas em sacos com 10 kg. O aspecto visual da CBC bruta, do material retirado e

a CBC lavada e seca podem ser observados na figura 16.

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

90,00%

100,00%

9,56,34,82,41,20,60,30,15Fundo

Po

rce

nta

cem

re

tid

a ac

um

ula

da

Distribuição Granulométrica - Granilha

59

Figura 16 – Aspecto visual da amostra de CBC. (A) Cinza bruta, (B) Material retirado da CBC

após lavagem e (C) CBC lavada e seca.

O ensaio de análise granulométrica da CBC foi realizado seguindo-se os

procedimentos de NBR 7181:1984 pelo processo de peneiramento por sedimentação

e para a determinação da massa específica foram utilizada as diretrizes da NBR

6508:1984. Os resultados dos ensaios e outras propriedades estão apresentados a

seguir, nas tabelas 20 e 21 e na figura 17.

Tabela 20 - Características físicas da CBC


Massa específica (γs) g/cm² 2,68

Umidade seca ao ar % 0,12

D10 mm 0,12

D30 mm 0,17

D60 mm 0,22

Uniformidade - Muito uniforme (1,83)

Coeficiente de Curvatura (CC) - 1,09

Classificação Granulométrica - Areia Fina

Sendo

U - Grau de uniformidade. Classificação de acordo com NBR 6502:1995;

D10 - diâmetro de partículas correspondente aos 10% mais finos;



Classificação Granulométrica – segundo a NBR 6502:1995.

C A B

60


Peneira (mm)


6,3 0

4,8 0

2,4 0

1,2 0,22

0,6 0,44

0,42 1,09

0,25 23,63

0,15 82,33

0,075 97,99

Fundo 100,00

Figura 17 - Distribuição granulométrica da CBC

A escolha pela realização dos ensaios utilizando as NBR 7181:1984 e NBR

6508:1984 se deu por se observar que a CBC é um material bastante fino e o uso da

NM 248 poderia levar a distorção do resultado.

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

90,00%

100,00%

6,34,82,41,20,60,30,150,075Fundo

Po

rce

nta

cem

re

tid

a ac

um

ula

da

Distribuição Granulométrica - CBC

61

3.1.4 Água

A água utilizada para a confecção dos concretos foi à água potável fornecida

para abastecimento público realizado pela SANEPAR - Companhia de Saneamento

do Paraná no município de Mandaguaçu.

3.1.5 Aditivo

Foi utilizado em todos os traços moldados nesta pesquisa o aditivo Murasan

BWA 16, este é do tipo plastificante para concreto sem slump, fornecido pelo MC-

Bauchemie Brasil. As características deste aditivo estão apresentadas na tabela 22.

Tabela 22 - Características do aditivo Murasan BWA 16

Fabricante MC- Bauchemie Brasil

Nome Murasan BWA 16

Tipo Plastificante para concreto sem slump

Estado Líquido

Cor Azul

Densidade 1,00 g/cm³

Dosagem 0,1 a 1,0 % do peso de cimento

A finalidade deste aditivo é para produção de concretos com baixa relação a/c,

sendo recomendado pelo fabricante, MC-Bauchemie Brasil, para indústrias de pré-

moldados. A ação físico-química proporciona a dispersão do cimento, produzindo

efeito lubrificante entre os moldes e o concreto durante o processo de produção; deste

modo facilitando melhor selamento superficial, redução da fricção interna e melhora a

aderência da pasta de cimento e agregado.

3.2 Programa Experimental

Para análise do desempenho da CBC em substituição ao agregado miúdo

natural em blocos de concreto foram moldados blocos de 140 x 190 x 390 mm em

concretos secos com a proposta de teores de substituição nas taxas de 0%, 10%, e

62

20%, em massa. Para cada teor de CBC foi variado o consumo de cimento, sendo

para isso adotada as e relações cimento/agregados de 1:6, 1:9, 1:12 e 1:15.

As características dos concretos produzidos foram avaliadas através da análise

dimensional, resistência à compressão e absorção de água. Na tabela 23 é

apresentado o programa de moldagem dos blocos de concreto a serem avaliados

experimentalmente.

Tabela 23 - Quantidade de blocos moldados para os ensaios propostos.

CBC % cimento:agregado

Número de blocos

Absorção de água Resistência à compressão

7 dias 28 dias

0

1:6 3 6 6

1:9 3 6 6

1:12 3 6 6

1:15 3 6 6

10

1:6 3 6 6

1:9 3 6 6

1:12 3 6 6

1:15 3 6 6

20

1:6 3 6 6

1:9 3 6 6

1:12 3 6 6

1:15 3 6 6

3.2.1 Roteiro de Produção dos Blocos

A produção de todos os blocos de concreto foi realizada no dia 03/08/2012,

sendo executadas as seguintes etapas:

Avaliação da umidade dos agregados;

Programação da dosadora de água e agregados;

Mistura;

Vibro-prensagem e;

Armazenamento para cura.

63

Na primeira etapa foram realizados ensaios de determinação do teor de

umidade dos agregados, utilizando o método do fogareiro, este consiste em avaliar a

massa de água presente na amostra e calcular o percentual equivalente à massa seca

da amostra. Foram realizados ensaios com todos agregados, sendo coletadas duas

amostras no dosador. Quanto à CBC as amostras foram coletadas em dois sacos

diferentes.

Inicialmente foi fixada a umidade ótima da mistura de concreto e com base nos

teores de umidade dos agregados, descontando-se a água presente nos agregados e

na cinza. Devido a limitações do equipamento dosador de água, que possui fração de

dosagem em 1 litro, ocorreram variações dos valores de umidade ótima, sendo

realizado o ensaio de pelota para verificação e ajuste das quantidades de água.

A dosagem dos agregados seguiu os parâmetros definidos por cada traço

estabelecido no estudo de dosagem. A dosadora foi calibrada para liberar 10 kg de

agregado úmido por segundo que é despejado em uma esteira transportadora que

conduz ao misturador. A figura 18 ilustra a dosadora de agregados utilizada.

Figura 18 – Silo e esteira transportadora da dosadora de agregados

Para evitar nova calibração da dosadora e minimizar os erros decorrentes

desta, assim como da variação de umidade dos agregados, todos os blocos da

pesquisa foram produzidos no mesmo dias.

64

O processo de mistura dos materiais seguiu a seguinte sequência de colocação

no misturador: agregados úmidos, cimento e CBC, seguido de 2 minutos de mistura,

depois de homogeneizado foi posto toda a água e misturou-se por 30 segundos,

colocou-se o aditivo e misturou-se por mais 1 minuto e 30 segundos. Ao fim deste

processo foi realizado o ensaio de pelota e a moldagem de uma bandeja de blocos,

com o objetivo de verificar a coesão do concreto; que quando não era atingido o

resultado esperado, o concreto voltou para o misturador e foi adicionado mais 1 litro

de água.

O misturador utilizado foi o PREMIXERS MPL 30 da marca Tprex de eixo

horizontal com capacidade para 300 litros de agregado, ilustrado na figura 19.

Figura 19 - Misturador de eixo horizontal

A vibro-prensagem ocorreu após a finalização do processo completo de mistura

do concreto. Esta etapa inicia com o transporte do concreto para o silo localizado na

parte superior do equipamento vibro-prensa, este descarrega o volume necessário

para moldagem dos blocos e efetivamente realiza a vibro-prensagem. Após a

desforma os blocos passam pela escova rotativa para eliminar resíduos de concreto

e verificação de altura. A figura 20 apresenta o equipamento utilizado.

65

Figura 20 – Vibro-prensa VIBROPREX VP 200

O equipamento de vibro-prensagem utilizado na produção dos blocos foi o

VIBROPREX VP 200 da Tprex, este é hidráulico e automatizado. O molde utilizado foi

a do bloco vazado de dimensões externas 140 x 190 x 390 mm, sendo possível

produzir quatro blocos por ciclo.

A última etapa antes dos ensaios em laboratório foi o processo de cura que

iniciou com a saída das bandejas da vibro-prensa e identificação por dosagem e

sequência de produção, seguido posteriormente pelo armazenamento em prateleiras

protegidas do sol e do vento, como se observa na figura 21.

Figura 21 - Armazenamento dos blocos para cura

No dia posterior a moldagem os blocos foram identificados com código

composto por três números seguindo-se a seguinte lógica: o primeiro número

66

representou os grupos de traços com mesmo percentual de substituição de CBC,

sendo utilizados 00, 10 e 20 para substituição real de 0%, 8,8% e 17,8%

respectivamente; o segundo número do código subdivide-se em quatro subgrupos que

representam as relações agregados/cimento, em massa, de 06, 09, 12 e 15 dentro de

cada grupo; e o último refere-se a sequência de produção, numerando cada bloco de

acordo com a ordem de produção de sua bandeja, sendo os números de 1 a 4

moldados na 1ª bandeja, 5 a 8 na 2ª e assim por diante.

3.3 Estudo de Dosagem

A metodologia empregada no estudo de dosagem seguiu o método proposto

por Fernandes (2012), na qual propõem três estudos, sendo o de granulometria, da

umidade ótima e de consumo de cimento.

Neste trabalho o estudo de umidade não foi realizado devido ao fato que os

estudos de umidade ótima realizados pela empresa colaboradora com os agregados

convencionais apresentam volume de dados suficientes que comprovam sua validade.

A umidade ótima utilizada pela empresa e portanto pela pesquisa é 7,3%, sendo este

o valor que será utilizado, tanto para a referência como para as substituições de 10%

e 20% dos agregados naturais pela CBC.

3.3.1 Estudo das Curvas Granulométricas

Este estudo foi realizado com os dados de granulometria realizada pelos

métodos descritos nos itens 3.1.2 e 3.1.3. O ajuste dos percentuais das composições

dos concretos referência, com 10% e 20% de substituição e teve como base de

agregados disponíveis (pedrisco 3/8, granilha 3/16, areia grossa, pó de pedra e CBC)

e os limites granulométricos propostos por Fernandes (2012b).

Neste processo de dosagem utilizou a planilha de dosagem “curva

granulométrica ponderada para blocos e pavers” publicada por Fernandes (2012b),

tanto para a composição referência como para as composições com CBC.

67

3.3.2 Estudo do Consumo de Cimento

Após definida a granulometria foram moldados blocos de concreto para

alvenaria com diferentes relações cimento/agregados, sendo nesta pesquisa

realizado os seguintes relações 1:6, 1:9, 1:12 e 1:15 e posteriormente submetidos ao

ensaio de resistência à compressão conforme descrito no item 3.4.3.

De posse dos dados de resistência à compressão foi possível gerar uma curva

por regressão logarítmica que descreve a relação entre a resistência à compressão

dos blocos e o teor agregado/cimento.

3.4 Estudo das Propriedades dos Blocos Moldados

Neste estudo foram avaliados os parâmetros físicos e mecânicos dos blocos

moldados com e sem CBC, buscando conhecer as características geométricas,

resistência à compressão, absorção de água e as influências da CBC nestas

propriedades.

3.4.1 Características Geométricas

Os ensaios de análise dimensional seguiram a metodologia prevista pela norma

NBR 12118 – Bloco vazado de concreto simples para alvenaria – Métodos de ensaio

(ABNT, 2010) em seu item 4. Foram medidas as seguintes dimensões: largura, altura,

comprimento, dimensões dos furos e espessuras das paredes.

Para análise de conformidade com norma os resultados foram avaliados com

base na NBR 6136 – Bloco vazado de concreto simples para alvenaria – Requisitos

(ABNT, 2007) que fornecem a especificação para sua aceitação. Os blocos que foram

utilizados para este ensaio foram os mesmos ensaiados a resistência à compressão

de 28 dias.

68

3.4.2 Absorção de Água

O ensaio de absorção de água seguiu a metodologia prevista pela norma NBR

12118 – Bloco vazado de concreto simples para alvenaria – Métodos de ensaio

(ABNT, 2010) em seu item 5. Os resultados foram avaliados com base na NBR 6136

– Bloco vazado de concreto simples para alvenaria – Requisitos (ABNT, 2007).

Para realização deste ensaio foram utilizadas três estufas reguladas em

110±5°C em dois lotes de 36 blocos. O procedimento desse ensaio iniciou mantendo

os blocos por 24 horas nas estufas para realização da primeira pesagem e após este

período foram retirados para resfriamento ao ar. Posteriormente foram imersos em

água por mais 24 horas, retirados e enxugados superficialmente realizando a segunda

pesagem. A figura 22 apresenta uma das estufas utilizadas e a figura 23 do tanque

para imersão dos blocos.

Figura 22 - Estufa

Figura 23 – Tanque para imersão dos

blocos de concreto

3.4.3 Resistência à Compressão

Os ensaios de resistência à compressão seguiram a metodologia prevista pela

norma NBR 12118 – Bloco vazado de concreto simples para alvenaria – Métodos de

ensaio (ABNT, 2010) em seu item 6. Para isto foi utilizado uma prensa hidráulica de

capacidade de carga de 100 toneladas que se encontra no Laboratório de Materiais

69

de Construção Civil da UEM, sendo realizados ensaios nas idades de 7 e 28 dias de

cura conforme descritos na tabela 23.

O preparo dos blocos de concreto para realização do ensaio de resistência à

compressão teve seu início dois dias antes ao rompimento. Nos dois dias anteriores

foram realizados o capeamento dos blocos, que é um procedimento necessário para

que a distribuição de forças durante o rompimento dos blocos seja mais homogêneas.

Este procedimento foi realizado seguindo as seguintes etapas:

As bancadas e placas foram niveladas e revestidas com plástico filme

para garantir superfícies planas, lisas e livre de imperfeições;

Por cima do filme plástico, foi espalhada uma argamassa de cimento e

areia fina, na proporção de 1:2 em volume, conforme figura 24;

Os blocos foram assentados na argamassa e nivelados para evitar

excentricidades durante o ensaio, conforme figura 25;

No segundo dia, capeou-se a outra face do bloco;

No terceiro dia foi realizado o ensaio de rompimento dos blocos à

compressão.

Figura 24 - Espalhamento da argamassa

de capeamento

Figura 25 – Nivelamento dos blocos

Os resultados foram avaliados tendo como parâmetro a NBR 6136 – Bloco

vazado de concreto simples para alvenaria – Requisitos (ABNT, 2007) que apresenta

uma classificação quanto a resistências e absorção de água.

70

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

O desenvolvimento de trabalhos sobre novos materiais para a construção civil,

como o caso dos blocos de concreto com substituição do agregado miúdo pela CBC,

passa por diversas etapas, sendo a avaliação do desempenho do produto desejado

uma etapa de grande importância. Os dados coletados na fase experimental deste

estudo facilitaram a compreensão do desempenho da CBC no concreto seco para

bloco de alvenaria.

As etapas realizadas no estudo, iniciada na caracterização da CBC e dos

agregados, foram essenciais para realizar a dosagem dos traços que contemplou os

estudos de granulometria e de consumo de cimento. Após moldagem, caracterização

geométrica, resistência à compressão e seu desempenho quanto a absorção de água,

deu base para comparar estes resultados com as normativas vigentes de utilização,

produção e comercialização de blocos de concreto para alvenaria, sendo por fim

possível avaliar os consumos de cada material e seus custos.

4.1 Estudo de Dosagem

O primeiro estudo que se observou as influências da CBC em substituição

parcial de agregado em blocos de concreto, foi na definição das proporções de

agregados utilizados na produção. No segundo momento foram dosadas as quatro

relações agregados/cimento, o volume de aditivo e a adição de água para se alcançar

o ponto de pelota no concreto.

4.1.1 Estudo da granulometria

Como ponto de partida foi utilizado o traço sem CBC, o qual corresponde à

dosagem utilizada pela empresa colaboradora, variando-se o consumo de cimento,

que esta descrito na tabela 24, conforme proposta e mistura realizada na moldagem.

71

Tabela 24 – Composição de agregados para o grupo 00

Materiais %

Mistura Esteira (Kg/s)

Umidade do agregado (%)

Tempo (s)

Massa seca (kg)

% Real na mistura

Pedrisco 3/8 30%

10,00

2,8% 9 87,48 30,14%

Granilha 3/16 10% 2,9% 3 29,13 10,04%

Pó de Pedra 30% 3,8% 9 86,58 29,83%

Areia 30% 3,3% 9 87,03 29,99%

CBC 0% 16,0% - - 0,00%

Agregados Úmidos 300,00

Agregados Secos 290,22

Pode-se observar uma diferença entre os valores propostos para mistura (%

Mistura) e o percentual utilizado no esqueleto granular do concreto (% Real na

mistura), este fato é explicado pela limitação do equipamento de dosagem que

permitiu tempos de dosagem de agregados múltiplos de 1 segundo, a calibração do

dosador em 10 kg/s e os diferentes teores de umidade dos agregados.

Tendo com base os ensaios de análise granulométrica dos agregados

utilizados, foi possível calcular a composição granulométrica ponderada da mistura

00, como pode ser observado em sua representação gráfica na figura 26 e

numericamente na tabela 25.

Figura 26 - Composição granulométrica do grupo 00 e limites de utilização

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12,59,56,34,82,41,20,60,30,150,075Fundo

RE

TID

O A

CU

MU

LA

DO

(%

)

PENEIRAS (mm)

CURVA GRANULOMÉTRICA DO GRUPO 00

Limites paraBlocos

Curva média

curva em estudo

72

A curva apresentou módulo de finura 3,62 e se encaixou dentro dos limites

propostos por Fernandes (2012c), mais próxima do limite superior, fato que

representa, segundo Fernandes (2012b), um produto final com custo de produção

mais baixo, porém com valores de resistência mais elevados e acabamento rústico.

Tabela 25 – Composição granulométrica ponderada dos agregados do grupo 00

Peneira (mm) Percentual retido e

acumulado (%)

12,5 0,0

9,5 0,6

6,3 13,1

4,8 24,0

2,4 39,4

1,2 55,1

0,6 68,1

0,3 83,9

0,15 91,6

0,075 100,0

Fundo 100,0

Módulo de Finura 3,62

O primeiro teor de substituição de agregado por CBC proposto foi o de 10 %,

este foi nomeado como grupo 10 e suas quantidades de materiais propostos e reais

estão apresentados na tabela 26.


Materiais %


Umidade (%)

Tempo (s)

M. seca (kg)

% Real na mistura

Pedrisco 3/8 20%

10,00

2,8% 6 58,32 20,35%

Granilha 3/16 20% 2,9% 6 58,26 20,33%

Pó de Pedra 20% 3,8% 6 57,72 20,14%

Areia 30% 3,3% 9 87,03 30,37%

CBC 10% 16,0% 3 25,20 8,79%



A diferença entre a proposta de 10% de CBC e o valor real de 8,79% evidencia

o alto teor de umidade deste material (16,0%) que ocorreu devido a necessidade de

lavar a cinza com o objetivo de retirada da palha presente no agregado bruto.

73

Outra modificação importante foi nos percentuais de agregados que foram

alterados, por tentativas, pensando-se em manter a curva granulométrica do concreto

o mais próxima da curva média dos limites proposto pelo método de dosagem.

Durante o processo de proporcionamento dos agregados do grupo 10,

observou-se que com a entrada de CBC foi necessário reduzir o percentual de pó de

pedra, com a redução deste foi necessário ajustar os percentuais de granilha e

pedrisco. Os valores dos percentuais retidos e acumulados do concreto estão

apresentados na tabela 27 e ilustrados na figura 27.


Peneira (mm) Percentual retido e acumulado (%)

12,5 0,0

9,5 0,4

6,3 8,9

4,8 16,4

2,4 35,9

1,2 51,9

0,6 64,3

0,3 79,0

0,15 87,2

0,075 98,6

Fundo 100,0


74


A curva encontrada para o grupo 10 se encaixou dentro dos limites propostos

por Fernandes (2012c) e seu módulo de finura reduziu em relação ao grupo 00 com

valor 3,35, sendo reflexo direto da inserção da CBC. Dos três traços proposto este foi

o que mais se aproximou do valor médio dos limites. Este fato indica que o produto

final apresentará custo de produção e resistência mecânica média.

O último grupo elaborado foi o 20, este possui teor de substituição de

agregado por CBC proposto de 20 %. As quantidades de materiais propostos e reais

estão descritos na tabela 28.


Materiais %


Umidade (%)

Tempo (s)

M. seca (kg)

% Real na mistura

Pedrisco 3/8 20%

10,00

2,8% 6 58,32 20,63%

Granilha 3/16 20% 2,9% 6 58,26 20,61%

Pó de Pedra 20% 3,8% 6 57,72 20,42%

Areia 20% 3,3% 6 58,02 20,52%

CBC 20% 16,0% 6 50,40 17,83%



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12,59,56,34,82,41,20,60,30,150,075Fundo

RE

TID

O A

CU

MU

LA

DO

(%

)



Limites paraBlocosCurva média

curva em estudo

75

No grupo 20 foi proposto 20% de substituição de agregados naturais por CBC,

sendo o percentual real utilizado de 17,83%. Os percentuais propostos para todos os

agregados foram de 20%, sendo esse valor encontrado por tentativas. O processo

iniciou com base nas proporções do grupo 10 e se observou que com o aumento do

percentual de CBC foi necessário reduzir a quantidade de areia para atender os limites

de utilização. Deste estudo se calculou a granulometria ponderada dos concretos para

os traços 20. Os valores calculados estão apresentados na tabela 29 e ilustrados na

figura 28.


Peneira (mm) Percentual retido e acumulado (%)

9,5 0,4

6,3 9,0

4,8 16,5

2,4 35,8

1,2 49,9

0,6 59,7

0,3 70,8

0,15 80,3

0,075 97,2

Fundo 100,0



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

12,59,56,34,82,41,20,60,30,150,075Fundo

RE

TID

O A

CU

MU

LA

DO

(%

)



Limites para Blocos

Curva média

curva em estudo

76

A curva encontrada para o grupo 20 se encaixou dentro dos limites propostos

por Fernandes (2012c) e seu módulo de finura reduziu em relação aos grupos 00 e 10

com valor 3,13. Apesar de tentar manter mais próximo da curva média dos limites, nas

peneiras 0,15mm, 0,3mm e 0,6mm apresentaram valores inferiores a média, porém

superiores ao limite inferior para produção de blocos.

4.1.2 Estudo do consumo de cimento e água

Dentro de cada uma das três composições granulométricas foram variadas as

proporções de agregados/cimento e consequentemente as quantidades de aditivo,

uma vez que sua dosagem foi 0,2% da massa de cimento utilizada. A quantidade de

água foi dosada fixando a umidade da mistura em 7,3±0,1%, sendo adicionada a

quantidade de água necessária para atingir este percentual.

Conforme realizado o processo de mistura foi executado o ensaio de pelota e

moldados alguns blocos para verificar a coesão da mistura. Quando o concreto não

apresentava a coesão pretendida, retornava-se o material ao misturador e

acrescentava-se mais um litro de água. Após aprovação neste ensaio realizou-se a

fase de moldagem dos blocos. As quantidades de materiais utilizados para a

composição dos traços do grupo 00 estão descritas na tabela 30.

Tabela 30 – Consumo de materiais dos traços do grupo 00

Materiais Traços

1:6 1:9 1:12 1:15

Pedrisco 3/8 87,48

Granilha 3/16 29,13

Pó de Pedra 86,58

Areia 87,03

CBC -

Cimento (Kg) 48,37 32,25 24,19 19,35

Aditivo (g) 97 64 48 39

Água (l) 25,8 24,8 23,8 23,8

Umidade Total 7,61% 7,68% 7,56% 7,68%

Consumo de cimento (kg/m³) 326,05 226,85 174,56 141,24

a/c 0,53 0,77 0,98 1,23

77

Em cada relação cimento/agregados foram calculadas a quantidade de cimento

a partir da somatória das massas secas dos agregados e o traço proposto, a segunda

operação foi calcular 0,2% deste para saber a massa de aditivo. O consumo de

cimento variou de 141,24 kg/m³ a 326,05 kg/m³.

Outro fator avaliado foi a relação água cimento utilizada nos traços, estes

apresentaram variação significativa, com valores entre 0,53 e 1,23. Esta variação

ocorre essencialmente pela fixação da umidade total da mistura, que ficou entre 7,56%

e 7,68%, e a variação na quantidade de cimento utilizado para cada traço.

O cálculo de umidade do concreto em cada traço considerou 9,78 litros de água

devido à umidade presente nos agregados mais a adição de água totalizando o

volume presente. Nos quatro casos foi necessário a adição de mais um litro de água

na mistura, pois se observou no ensaio de pelota a não formação de pelota.

O ensaio de pelota é um experimento empírico e com grande variabilidade.

Para evitar distorções nos resultados deste ensaio foi observada também a textura

superficial dos blocos produzidos. Segundo Fernandes (2012b), a presença de

ranhuras em alto-relevo formadas por pasta de cimento pode ser utilizada como

indicativo de umidade ótima do concreto. Na figuras 29 estão apresentadas as

consistências encontradas no ensaio de pelota dos primeiro blocos produzidos para

cada traço.

B A

78

Figura 29 – Resultados dos ensaios de pelota. (A) traço 00-06, (B) traço 00-09, (C) traço 00-12,

(D) traço 00-15

Em todos os traços do grupo 00 no ensaio de pelota somente foi possíveis

moldar pelotas com a mão após a adição de um litro de água, antes deste ajuste as

pelotas formadas se desmanchavam com a abertura da mão. A observação das

ranhuras foi confirmada em todos os casos, sendo realizada esta verificação somente

após a aprovação no ensaio de pelota, como podem ser observadas na figura 30, na

qual, são apresentadas as texturas superficiais dos primeiro blocos produzidos para

cada traço.

Figura 30 – Aspecto visual da primeira bandeja produzida. (A) traço 00-06, (B) traço 00-09, (C)

traço 00-12, (D) traço 00-15

D C

B A

D C

79

Nota-se na figura 30 que o aspecto visual dos primeiros blocos de concreto

produzidos apresentaram maior rusticidade no acabamento superficial com o aumento

da relação agregados/cimento. Esse fato é explicado pelo menor teor de cimento, ou

seja, fino presente na mistura.

Para a composição de agregados do grupo 10 foram utilizadas as quantidades

de materiais descritas na tabela 31.


Materiais Traços

1:6 1:9 1:12 1:15

Pedrisco 3/8 58,32

Granilha 3/16 58,26

Pó de Pedra 57,72

Areia 87,03

CBC 25,20

Cimento (Kg) 47,76 31,84 23,88 19,1

Aditivo (g) 96 64 48 38

Água (l) 25,5 23,5 22,5 22,5

Umidade Total 7,62% 7,37% 7,24% 7,35%


a/c 0,53 0,74 0,94 1,18

A quantidade de cimento seguiu a mesma metodologia, porém a somatória das

massas secas dos agregados incluiu a massa de CBC, o procedimento de cálculo do

volume de aditivo considerou também 0,2% da massa de cimento. O consumo de

cimento variou de 139,95 kg/m³ a 321,08 kg/m³. Esses valores apresentaram redução

quando comparados com os traços do grupo 00, sendo o maior percentual de 1,55%

para o traço 1:6.

A relação a/c utilizada nos traços 1:9, 1:12 e 1:15 apresentaram redução média

de 4,40%, já o traço 1:6 não apresentou variação significativa quando comparado com

o grupo 00.

A umidade total ficou entre 7,24% e 7,62%, uma faixa mais ampla quando

comparada com o grupo 00, fato explicado pela adição de um litro de água ao traço

1:6. Os resultados dos demais traços se encontraram dentro da faixa de teor de

umidade proposta inicialmente.

80

A quantidade de água considerada no cálculo de umidade do concreto foi 13,47

litros, referêntes a umidade presente nos agregados, somando-se a adição de água

de cada traço, sendo o valor total médio de agua, neste grupo, 23,5 litros. O volume

de água incorporada, quando comparados com os valores encontrados no grupo 00,

no processo de mistura foi reduzida, principalmente, pelo alto teor de umidade

presente na CBC.

A verificação da umidade seguiu os procedimentos empíricos propostos por

Fernandes (2012c), sendo estas ilustradas nas figuras 31 e 32, através das

consistências no ensaio de pelota e texturas superficiais dos primeiros blocos de cada

traço.


(D) traço 10-15

B A

D C

81


traço 10-12, (D) traço 10-15

Dentre os traços do grupo 10 no ensaio de pelota, somente o traço 1:6

necessitou à adição extra de água para que fosse possível moldar pelotas com a mão.

A observação das ranhuras foi confirmada em todos os casos e é importante destacar

que para o traço 1:6 apresentou volume maior de pasta superficialmente, fato que

poderia ser evitado se fosse possível dosar fração de litros de água. Diferentemente

do grupo de referência os traços apresentaram os aspectos visuais bastante

parecidos, o que pode ser explicado pela proximidade da curva granulométrica média

de dosagem.

O último teor de substituição de CBC, grupo de traços 20, utilizou as

quantidades de materiais descritas na tabela 32.


Materiais Traços

1:6 1:9 1:12 1:15

Pedrisco 3/8 58,32

Granilha 3/16 58,26

Pó de Pedra 57,72

Areia 58,02

CBC 50,40

Cimento (Kg) 47,12 31,41 23,56 18,85

Aditivo (g) 94 63 47 38

Água (l) 23,7 22,7 21,7 21,7

B A

D C

82

Umidade Total 7,20% 7,24% 7,10% 7,21%


a/c 0,5 0,72 0,92 1,15

As quantidades de cimento e aditivo seguiram a mesma metodologia do grupo

de traços 10. O consumo de cimento variou de 140,74 kg/m³ a 324,86 kg/m³. Esses

valores, quando comparados com o grupo 00, não apresentaram variação significativa

entre as mesmas relações cimento/agregado.

As relações a/c utilizada nos traços seguiram o mesmo desempenho que nos

grupos 00 e 10, com valores entre 0,50 e 1,15. Apesar do desempenho esperado

houve redução entre 5,45% e 6,41% que corresponde a não necessidade de adição

extra de água nos traços do grupo 20. O cálculo de umidade do concreto em cada

traço partiu de 15,74 litros referêntes a umidade presente nos agregados, sendo

somado a adição de água de cada traço.

A umidade do concreto variou entre 7,10% no traço 1:12 e 7,24% para o traço

1:9. A escolha pela umidade do traço 1:12 com valor inferior ao previsto inicialmente

(7,3±0,1%) ocorreu pela limitação do sistema de dosagem de água que com o

aumento de um litro de água proporcionaria umidade final de 7,43% e reduziria a

flexibilidade de ajustes na quantidade de água no momento da moldagem. As

consistências encontradas no ensaio de pelota e as texturas superficiais dos primeiros

blocos moldados estão apresentados nas figuras 33 e 34.

B A

83


(D) traço 20-15


traço 20-12, (D) traço 20-15

No ensaio de pelota todos os traços do grupo 20 foram aprovados sem a

necessidade de adição extra de água. Quanto a presença de ranhuras foi observada

em todos os casos, sendo menos visível no traço 1:15. Ao contrário do esperado o

acabamento superficial dos blocos se tornou mais liso com o aumento da relação

agregados/cimento.

4.2 Características dos Blocos de Concreto

Após os traços definidos, os blocos moldados e a espera de um dia de cura ao

ar, estes foram paletizados e transportados para o Laboratório de Materiais de

D C

B A

D C

84

Construção Civil – UEM onde foram realizados os ensaios de caracterização dos

blocos de concreto.

Neste item são apresentados os resultados e suas análises. Foram estudados

as características geométricas, as resistências à compressão, as absorções de água,

as influências da CBC nestas propriedades para os diferentes percentuais de

substituições de agregado miúdo por CBC e as relações cimento/agregado.

4.2.1 Características Geométricas

A geometria é uma característica importante para utilização e, também, para o

atendimento da norma. Os blocos utilizados para este ensaio foram os mesmos da

amostra do ensaio de resistência à compressão a 28 dias.

Após a avaliação de acordo com a metodologia prevista pela NBR 12118 –

Bloco vazado de concreto simples para alvenaria – Métodos de ensaio (ABNT, 2010),

os dados foram tabulados e avaliados. Na tabela 33 são apresentadas as médias dos

resultados obtidos, os valores de cada amostra e a média da amostra encontram-se

no apêndice A.

Tabela 33 - Resumo das propriedades geométricas dos blocos de concreto

Traço Dimensões (mm) Paredes (mm) Furos (mm) Espessura

equivalente (mm) Comp. Larg. Altura Long. Lat. Septo Trans. Long.

00-06 390 141 190 32 31 35 78 145 249

00-09 390 141 191 32 32 35 77 145 256

00-12 391 141 191 32 32 34 78 146 249

00-15 390 141 191 32 32 35 78 145 254

10-06 390 141 189 32 32 35 77 145 255

10-09 390 141 190 32 32 35 77 145 252

10-12 390 141 191 32 32 35 77 146 255

10-15 390 141 190 32 32 35 78 145 256

20-06 390 141 189 33 32 36 77 145 257

85

20-09 389 140 190 32 32 35 77 145 254

20-12 390 141 190 32 32 35 77 145 257

20-15 391 141 191 32 32 35 77 146 254

Para as medidas se utilizou de um paquímetro, como instrumento de medida,

sendo retirado as rebarbar, oriundas do processo de moldagem, com o auxílio de uma

espátula para evitar dispersões de resultados devido a erros de execução do ensaio.

Figura 35 – Medição das dimensões internas e externas dos blocos.

Quando comparado com os limites mínimos propostos pela NBR 6136 (ABNT,

2007) para blocos classe A, do tipo M-15, (dimensões apresentadas na tabela 2) a

classe mais restritiva, todas as amostras avaliadas se encontram dentro dos limites

de tolerância para altura, largura e comprimento. Com relação às paredes são maiores

que o limite mínimo e respeitam a variação de ±1 mm, sendo para a espessura

equivalente todos os casos maiores que o limite de 188 mm.

A conformidade das dimensões dos blocos com a classe A permite que se

elabore traço pensando-se na utilização tanto para alvenaria de vedação como para

elemento estrutural, obviamente, para isso é necessário observar as demais

propriedades deste.

Outro ponto importante a se destacar, quanto ao aspecto dimensional, é em

relação à moldagem dos blocos que durante este processo não apresentou

dificuldades, nem necessidade de ajustes. Como pode ser observado na tabela 33, os

86

ensaios apresentaram baixa variação dimensional com a inserção da CBC, ou seja,

não influenciou na conformidade geométrica.

4.2.2 Resistência à Compressão

Foram realizados os ensaios de resistência à compressão seguindo-se o

método apresentado pela norma NBR 12118 (ABNT, 2010) em seu item 6. Foram

ensaiadas 12 amostras por traço, sendo metade destas rompidas com 7 dias de idade

e as demais ensaiadas aos 28 dias. No total foram ensaiados 144 blocos para a

caracterização dos 12 traços propostos.

Para análise dos resultados foi utilizado os parâmetro propostos pela NBR 6136

– Bloco vazado de concreto simples para alvenaria – Requisitos (ABNT, 2007), desta

norma também se utilizaram os parâmetros de classificação para os blocos.

Com a finalidade de ter uma referência, para comparar o desempenho dos

traços com substituição de CBC, foram tomados como parâmetro os resultados dos

ensaios de resistência à compressão das amostras dos traços 00-06, 00-09, 00-12 e

00-15. As comparações entre traços foram realizadas considerando as mesmas

relações agregado/cimento.

4.2.2.1 Desempenho dos traços

A seguir são apresentados na tabela 34 os valores de resistência à compressão

dos blocos a 7 dias, sendo os valores individuais de cada bloco apresentado no

apêndice B – resistência à compressão.

Tabela 34 – Valores de resistência característica à compressão dos traços aos 7 dias

Traçono Média Ψ6 . f1 fbk, est fbk Diferença do

traço 00

00-06 8,47 6,32 6,72 6,72 0

00-09 6,30 4,47 5,40 5,40 0

00-12 5,24 4,11 3,79 4,11 0

87

00-15 3,73 2,85 2,96 2,96 0

10-06 9,69 6,33 7,87 7,87 14,61%

10-09 6,47 4,92 4,60 4,92 -9,57%

10-12 5,28 3,53 4,38 4,38 6,17%

10-15 3,34 2,25 1,58 2,25 -31,37%

20-06 7,66 6,35 6,63 6,63 -1,42%

20-09 5,99 4,41 4,41 4,41 -22,35%

20-12 4,57 3,08 3,48 3,48 -17,91%

20-15 3,59 2,85 2,78 2,85 -3,82%

Os valores de fbk foram obtidos desconsiderando-se o desvio-padrão da fábrica,

conforme item 6.5.1 da NBR6136 (ABNT, 2007), uma vez que esta pesquisa tem

caráter experimental.

Os valores encontrados apresentam coerência quando se considera a variação

do consumo de cimento dentro de cada teor de substituição, sendo para as maiores

relações agregados/cimento as menores resistências, tanto para a média dos valores

como para o fbk.

Quando comparados os traços com suas respectivas referências em seis dos

oito casos ocorreu a redução de resistência com a adição de CBC aos 7 dias com

destaque especial para os traços 10-15 e 20-09 que apresentaram redução de 31,37%

e 22,35%, respectivamente. Os dois traços que aumentaram sua resistência foram os

10-06 e 10-12, com aumento de 14,61% e 6,17% respectivamente. Na figura 36 estão

apresentados os comparativos das resistências características à compressão entre as

relações agregados/cimento e os teores de substituição de CBC aos 7 dias.

88


agregados/cimento e teor de substituição de CBC aos 7 dias

Aos 28 dias foram realizadas as mesmas análises dos valores de resistência à

compressão dos blocos, seguindo-se os mesmos parâmetros utilizados aos 7 dias.

Os valores de fbk obtidos e as diferenças percentuais dos traços em relação à

referência estão apresentados na tabela 35, sendo os valores individuais de cada

bloco apresentado no apêndice B – resistência à compressão.

Tabela 35 – Valores de resistência característica à compressão dos traços aos 28 dias

Traço Média Ψ6 . f1 fbk, est fbk Diferença

do traço 00 Classe

00-06 9,54 7,45 8,30 8,30 0 A

00-09 6,86 5,53 5,71 5,71 0 B

00-12 5,97 4,40 3,62 4,40 0 B

00-15 4,54 3,52 3,77 3,77 0 C

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

6 9 12 15

Re

sist

ên

cia

à co

mp

ress

ão (

MP

a)

Relação Agregados/Cimeto

7 Dias - 00

7 Dias - 10

7 Dias - 20

89

10-06 11,02 8,47 9,41 9,41 11,81% A

10-09 8,05 6,17 6,34 6,34 9,92% A

10-12 6,06 4,59 5,25 5,25 16,14% B

10-15 3,41 2,51 2,83 2,83 -33,18% D

20-06 9,02 7,07 6,29 7,07 -17,38% A

20-09 6,82 4,58 5,22 5,22 -9,30% B

20-12 5,99 4,39 3,44 4,39 -0,16% B

20-15 4,10 3,07 3,05 3,07 -22,93% C

Dentro de cada grupo de traços com mesmo teor de substituição os valores de

fbk apresentam o desempenho esperado para as variações de consumo de cimento.

Segundo os critérios de resistência característica estabelecida pela NBR

6136/2007 em seu item 5.3 observou-se que entre as classificações do grupo 00 e o

grupo 20 não foi alterado, já no grupo 10 houve o aumento de classe par o traço 10-

09 e redução no traço 10-15.

O desempenho dos traços quando comparados com suas referências em três

casos houve o aumento da resistência com a adição de CBC aos 28 dias, com máximo

no traço 10-12 e mínimo no 10-09 que apresentaram aumento de 16,14% e 11,81%.

O traço 20-12 se manteve estável com variação não significativa. Do grupo 10 o traço

10-15 manteve o percentual de redução observado aos 7 dias. Os traços 20-06, 20-

09 e 20-15 também apresentaram redução de resistência com os valores 17,38%,

9,30% e 22,93%. Na figura 37 estão ilustrados os valores de fbk aos 28 dias de todos

os traços agrupados por relação agregados/cimento.

90


agregados/cimento e teor de substituição de CBC aos 28 dias

Foi também realizada a análise entre os traços de diferentes relações

agregado/cimento com mesmo teor de substituição de CBC. Esta tem como objetivo

principal elaborar uma regressão logarítmica que representa o desempenho esperado

para a composição de agregados proposta.

4.2.2.2 Desempenho dos grupos

Para cada um dos três grupos de traços foram geradas duas regressões com

base nos valores de fbk e nas diferentes relações agregado/cimento, sendo a primeira

com os dados de 7 dias e a segunda com os dados de 28 dias. Na figura 38 são

apresentados os valores de fbk dos traços do grupo 00 aos 7 e 28 dias com a linha de

tendência para cada data.

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

10,00

6 9 12 15

Re

sist

ên

cia

à co

mp

ress

ão (

MP

a)

Relação Agregados/Cimeto

28 Dias - 00

28 Dias - 10

28 Dias - 20

91

Figura 38 – Curvas de dosagem para o grupo 00 aos 7 e 28 dias

O desempenho da resistência de 7 e de 28 dias ao longo das relações

agregado/cimento podem ser descritos respectivamente pelas equações 2 e 3.

Quando comparadas, a taxa de crescimento com a redução da relação

agregado/cimento é maior aos 28 dias do que aos 7.

𝑅7 = −4,084 ln 𝑥 + 14,17 Equação 1

𝑅28 = −5,01 ln 𝑥 + 17,046 Equação 2

Sendo:

R7 – Resistência à compressão aos 7 dias;

R28 – Resistência à compressão aos 28 dias;

x – Relação agregado/cimento.

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

00-06 00-09 00-12 00-15

Re

sist

ên

cia

à co

mp

ress

ão (

MP

a)

Traço

7 Dias

28 Dias

92

As características das curvas de dosagem dos traços do grupo 10 é

apresentado na figura 39 onde se observa os valores de fbk aos 7 e 28 dias com as

suas linhas de tendência para cada idade.


As equações que descrevem a resistência à compressão aos 7 e 28 dias, estão

descritas pelas equações 4 e 5. Assim como nas equações do grupo 00, a taxa de

crescimento com a redução da relação agregado/cimento é maior aos 28 dias do que

aos 7, porém as taxas de crescimento e as constantes apresentam valores maiores.

𝑅7 = −5,73 ln 𝑥 + 18,01 Equação 3

𝑅28 = −6,819 ln 𝑥 + 21,61 Equação 4

Os valores de fbk aos 7 e 28 dias e as suas linhas de tendência para cada idade

do grupo 20 podem ser observadas na figura 40.

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

10,00

10-06 10-09 10-12 10-15

Re

sist

ên

cia

à co

mp

ress

ão (

MP

a)

Traço

7 Dias

28Dias

93


O grupo 20 tem seu desempenho de resistência à compressão aos 7 e 28 dias

descritos pelas equações 6 e 7.

𝑅7 = −4,124 ln 𝑥 + 13,809 Equação 5

𝑅28 = −4,211 ln 𝑥 + 14,605 Equação 6

4.2.3 Absorção de Água

Os dados coletados no ensaio de absorção de água estão apresentados na

tabela 36. As médias, desvio padrão, coeficiente de variação e diferença em relação

ao traço referência seguiram a NBR 12118 – Bloco vazado de concreto simples para

alvenaria – Métodos de ensaio (ABNT, 2010) e foram avaliados pela NBR 6136 –

Bloco vazado de concreto simples para alvenaria – Requisitos (ABNT, 2007)

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

20-06 20-09 20-12 20-15

Re

sist

ên

cia

à co

mp

ress

ão (

MP

a)

Traço

7 Dias

28 Dias

94

Tabela 36 – Valores experimentais de absorção de água para cada traço

Traço Média Desvio padrão

Coeficiente de variação

Diferença do traço 00

00-06 6,30% 0,27% 4,26% 0

00-09 6,36% 0,39% 6,06% 0

00-12 6,74% 0,94% 13,95% 0

00-15 7,55% 0,22% 2,90% 0

10-06 6,03% 0,50% 8,34% -4,3%

10-09 6,57% 0,42% 6,41% 3,4%

10-12 7,13% 0,50% 7,06% 5,7%

10-15 7,40% 1,06% 14,37% -2,0%

20-06 5,83% 0,29% 4,93% -7,5%

20-09 6,47% 0,70% 10,81% 1,8%

20-12 6,49% 0,07% 1,11% -3,7%

20-15 7,57% 0,91% 12,07% 0,3%

Em todos os blocos, e consequentemente nas médias, o limite de absorção de

água estabelecido na NBR 6136 (ABNT, 2007) prevê média ≤ 10 %.Os resultados

dentro dos grupos apresentaram, conforme esperado, o aumento da absorção com o

aumento da relação agregados/cimento. Esta tendência observada corresponde à

redução do consumo de cimento que proporciona maior porosidade aos blocos de

concreto.

Já quanto à comparação entre grupos, às diferenças foram pouco significativas,

sendo a melhora de desempenho mais significativa no traço 20-06 com diminuição da

absorção de 7,5% e o pior desempenho no traço 10-12 com aumento da absorção de

5,7%. Apesar das diferenças encontradas, nota-se altos coeficiente de variação. Na

figura 41 pode se observar o gráfico com o comparativo da absorção de água entre

grupos e as relações agregados/cimento.

95

Figura 41 – Gráfico comparativo da absorção de água entre Grupos e relações

agregados/cimento

4.3 Consumo de Materiais e Custos

Para uma análise comparativa entre os concretos estudados foram propostas

as resistências de 6 MPa e 4 MPa aos 28 dias, que são as resistências mais

solicitadas à empresa colaboradora. Através das curvas de dosagem foram fixadas

estas resistências e calculadas as proporções agregados/cimento, e posteriormente

calculada as quantidades dos demais componentes.

Seguindo-se as proporções de agregados e CBC estabelecidas no estudo das

curvas granulométricas e as relações agregados/cimento calculadas com as

equações 3, 5 e 7, foram elaboradas as tabelas 37 e 38 com as quantidades de

materiais necessários para produção de blocos de concreto com, respectivamente, 4

MPa e 6 MPa.

0,00%

1,00%

2,00%

3,00%

4,00%

5,00%

6,00%

7,00%

8,00%

06 09 12 15

Grupo 00

Grupo 10

Grupo 20

96

Tabela 37 - Traços em massa (Kg) para 1m³ de concreto e resistência de 4 MPa aos 28 dias

Grupo Traço Cimento Pedrisco Granilha Pó de Pedra Areia CBC Aditivo

00 1:13,5 156,11 635,27 211,54 628,73 632,00 0,00 0,31

10 1:13,2 157,69 423,67 423,23 419,31 632,24 183,07 0,32

20 1:12,4 168,37 430,68 430,23 426,25 428,46 372,19 0,34

Analisando os dados apresentados para os blocos de 4 MPa observou-se que,

segundo os parâmetros estabelecidos, para o grupo 10 o consumo de cimento não

apresentou variação significativa, mas para o grupo 20 requer a adição de 7,85% em

relação ao grupo 00.

Quanto aos agregados de origem basáltica (pedrisco, granilha e Pó de Pedra)

notou-se a redução de 14,19% para o grupo 10 e de 12,77% no grupo 20. Já o uso de

areia natural do grupo 10 não variou significativamente e reduziu para o grupo 20 o

percentual de 32,21%.

Tabela 38 - Traços em massa (Kg) para 1m³ de concreto e resistência de 6 MPa aos 28 dias

Grupo Traço Cimento Pedrisco Granilha Pó de Pedra Areia CBC Aditivo

00 1:9,1 224,83 616,70 205,35 610,35 613,53 0,00 0,45

10 1:9,9 205,96 415,02 414,59 410,75 619,33 179,33 0,41

20 1:7,7 260,58 413,90 413,47 409,64 411,77 357,69 0,52

Na análise dos dados calculados para blocos de 6 MPa, notou-se que o

consumo de cimento para o grupo 10 apresentou desempenho diferente ao

encontrado para os blocos de 4MPa, sendo possível a redução de 8,39% neste

quesito, em relação a referência. Já para o grupo 20 alcançar a mesma resistência foi

necessário o acréscimo de 15,90% de cimento em relação ao grupo 00.

O uso de areia natural, no grupo 10 não apresentou variação significativa no

consumo, porém para o grupo 20 ocorreu a redução de 32,88%, assim como

observado para os blocos de 4 MPa. Nos agregados de origem basáltica (pedrisco,

granilha e pó de pedra) notou-se percentuais de redução semelhantes aos

97

encontrados nos blocos de 4 MPa, sendo 13,41% para o grupo 10 e 13,64% no grupo

20.

Para a análise do custo de materiais para a produção do concreto foram

realizados levantamento de preços dos itens envolvidos conforme apresentado na

tabela 39.

Tabela 39 – Preços unitário a dos componentes do concreto

Item Unidade Preço R$ Custo R$/kg OBS:

Areia m³ 39,00 0,0234 c/ frete

Granilha m³ 46,15 0,0316 c/ frete

Pó de pedra m³ 28,66 0,0181 c/ frete

Pedrisco m³ 41,66 0,0302 c/ frete

Aditivo litro 2,26 2,26 s/ frete

Cimento CPV-ARI saco 19,46 0,3892 c/ frete

CBC m³ 00,00 0,00 -

Para o cálculo do custo unitário dos agregados foram utilizadas as massas

unitárias encontradas no item 3.1.2, para o aditivo usou-se a densidade prevista no

item 3.1.5, o valor do saco de cimento de 50 kg e o custo da CBC foi considerado zero

pelo fato deste ser atualmente tratado como resíduo sem valor comercial. Os valores

foram multiplicados pela quantidade dos materiais necessários para produção de 1m³

de concreto, estes custos estão apresentados, em Reais, nas tabelas 40 e 41.

Tabela 40 – Custo dos materiais necessários para produção de 1m³ de concreto para blocos de 4 MPa

Grupo Traço Cimento

R$ Pedrisco

R$ Granilha

R$ Pó de Pedra

R$ Areia

R$ CBC

R$ Aditivo

R$ Total

R$

00 1:13,5 60,76 19,18 6,69 14,68 11,46 0,00 0,71 113,48

10 1:13,2 61,37 12,79 13,38 9,79 11,47 0,00 0,71 109,51

20 1:12,4 65,53 13,00 13,60 9,95 7,77 0,00 0,76 110,62

Do ponto de vista de custo, quando considerado o custo da CBC como zero,

observa-se que a variação entre os custos totais de produção foi pequena, sendo

reduzidos os percentuais em 3,5% para o grupo 10 e de 2,5% no grupo 20. A pouca

variação dos resultados demonstram a potencialidade do uso da CBC como agregado

98

em blocos de 4 MPa, uma vez que não ocorre variação significativa de custo e há o

ganho ambiental da destinação adequada deste resíduo.

Tabela 41 – Custo dos materiais necessários para produção de 1m³ de concreto para blocos de 6 MPa

Grupo Traço Cimento

R$ Pedrisco

R$ Granilha

R$ Pó de Pedra

R$ Areia

R$ CBC R$

Aditivo R$

Total R$

00 1:9,1 87,50 18,62 6,49 14,25 11,13 0,00 1,02 139,01

10 1:9,9 80,16 12,53 13,11 9,59 11,23 0,00 0,93 127,55

20 1:7,7 101,42 12,49 13,07 9,57 7,47 0,00 1,18 145,20

Quando avaliados os custos para blocos de 6 MPa, nota-se que ocorreu

redução de 8,2% no custo dos materiais com a adição de 10% de CBC, já para 20%

de substituição ocorreu a inversão da tendência observada nos blocos de 4MPa com

o aumento de 4,5% dos custos. Este fato pode ser explicado pelo maior consumo de

cimento, item de maior peso, que teve variação de 15,9%.

99

5. CONCLUSÕES

Este trabalho apresentou um estudo de adição de CBC em concreto seco para

a produção de blocos, tendo como objetivo avaliar a potencialidade de seu uso em um

produto com fins comerciais na construção civil, considerando-se os aspectos de

resistência à compressão, a absorção de água e o controle dimensional para fins de

aceitabilidade.

O estudo de granulometria demostrou que devido à CBC apresentar

granulometria compatível a areia fina, a sua adição promoveu redução dos módulos

de finura dos concretos produzidos e aproximou a curva granulométrica do limite

inferior proposto por Fernandes (2012c), o que propicia melhor acabamento nos

blocos.

O consumo de cimento foi próximo para mesmas relações agregados/cimento

e grupos diferentes, característica esperada pela escolha do método de dosagem,

outro fato relevante está relacionado a dosagem de água que é baseada na umidade

do concreto e sua verificação é empírica pela consistência, sendo essencial

conhecimento prévio de consistência de concretos secos para seu real aferimento.

A avaliação visual do acabamento superficial foi também um instrumento

utilizado para o ajuste de água no processo de moldagem. No processo de dosagem

constatou-se que o acabamento tornou-se mais liso com o incremento de CBC, sendo

mais significativo no grupo 20. Dentro do grupo 00 quanto maior a relação

agregados/cimento mais rústico o acabamento, já no grupo 10 os acabamentos se

mostraram bastantes parecidos e quanto ao grupo 20 o desempenho foi o oposto do

encontrado no grupo 00.

O quesito análise dimensional não apresentou alteração nem com a variação

das relações agregados/cimento, nem com as substituições dos agregados pela CBC,

sendo em todos os casos atendidos os requisitos de norma. Fato que comprova que

a cinza não provoca variabilidade dimensional em concretos seco para blocos de

alvenaria, tendo viabilidade, neste aspecto, os teores de substituição de 10% e 20%.

100

A resistência à compressão aos 7 dias aumentou para os traços 10-06 e 10-12

e se manteve estável no traço 20-06. Aos 28 dias o teor de substituição de 10% de

CBC se mostrou vantajoso até nas relações agregados/cimento de 12 com aumento

de resistência. O teor de 20% de substituição dos agregados se mostrou com

resistência compatível a referência no traço 20-12.

Os resultados experimentais de absorção de água apresentaram variações

pouco significativas em todos os casos, este fato indica que a CBC não afetou está

propriedade, sendo em todos os casos resultados inferiores ao limite estabelecido em

norma. Os ensaios de resistência à compressão e absorção de água demonstraram a

viabilidade técnica para a utilização de CBC nos blocos de concreto tradicionais.

A questão ambiental pode ser observada no uso de um resíduo de origem

vegetal proveniente da queima do bagaço da cana-de-açúcar. Para a análise da

efetividade na redução dos impactos, de forma qualitativa, estimou-se dois traços de

resistência pré-estabelecidas: primeiro a de 4MPa notou-se no grupo 10 a redução de

14% no consumo de agregado basáltico com mesmo consumo de cimento, no grupo

20 ocorreu a redução de 12% do agregado basáltico e 32% no consumo de areia,

porém houve o aumento de 7,85 no consumo de cimento. Para o traço de 6 MPa os

ganhos ambientais dos agregados foram os mesmos, com relação ao cimento o grupo

10 reduziu o consumo em 8,4%, em contrapartida o grupo 20 foi necessário o aumento

de 15,9% no cimento.

A última análise realizada foi quanto ao custo dos materiais necessários para

produção de dois concretos para bloco de alvenaria de 4MPa e 6MPa e o resultados

desta levou a concluir que no primeiro caso não houve variação significativa de custo

entre o referência e os concretos com adição de CBC. Já no concreto para blocos de

6 MPa, houve uma diferença de desempenho, onde os traços do grupo 10

apresentaram redução no custo de 8,2%, porém os traços do grupo 20 apresentaram

aumento no custo de 4,5%, o item que mais contribuiu neste resultado foi o cimento.

Após as análises dos dados coletados ao longo desta pesquisa pode-se

concluir que a substituição parcial do agregado miúdo pela CBC apresenta viabilidade

técnica para percentuais de substituição de 10% e relações agregados/cimento até

101

12. Do ponto de vista da viabilidade econômica constatou-se que em blocos de 4 MPa,

com substituições de até 20% são viáveis, já em blocos de 6 MPa o teor de

substituição limite é de 10%.

5.1 Recomendações Futuras

Há muito a ser estudado sobre o uso da CBC para se alcançar a viabilidade

comercial deste material em concretos para blocos de alvenaria. O principal problema

apresentado pela CBC consiste na alta variabilidade nas características físico-

químicas.

As principais sugestões para novas pesquisas são descritas abaixo:

Estudar a microestrutura de blocos de concreto produzidos com CBC;

Estudar blocos de concreto produzidos com outros teores de CBC em

substituição de agregados e

Comparar resultados de ensaios com blocos de concreto com diferentes

métodos de dosagem.

102

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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111

APÊNDICE A – ANÁLISE DIMENSIONAL

A seguir são apresentadas as planilhas dos valores encontrados na avaliação

geométricas dos blocos de concreto.

Tabela A 1 – Dimensões dos blocos do traço 00-06

Bloco

Dimensões (mm) Paredes (mm) Furos (mm) Compri-mento equi-

valente (mm)

Comp. Larg. Altura Long. Lat. Septo Trans. Long.

00-06-06 390 140 190 32 31 34 77 146 246

00-06-18 390 141 189 32 31 34 78 146 246

00-06-17 390 141 191 33 31 36 78 145 251

00-06-19 389 140 189 32 31 35 77 144 249

00-06-20 390 141 189 32 32 36 78 145 256

00-06-23 391 141 189 32 31 34 78 146 246

Média 390 141 190 32 31 35 78 145 249

Desv. Pad. 0,63 0,52 0,84 0,41 0,41 0,98 0,52 0,82 4,20

Coef. Var. 0,16% 0,37% 0,44% 1,27% 1,31% 2,82% 0,66% 0,56% 1,69%


Bloco


valente (mm)


00-09-05 390 141 190 31 32 35 76 145 254

00-09-10 390 140 191 33 32 34 78 146 251

00-09-12 389 141 191 30 33 34 77 141 257

00-09-13 390 141 191 33 33 35 78 144 259

00-09-16 390 141 191 31 32 36 76 145 262

00-09-20 390 141 189 32 32 36 77 146 256

Média 390 141 191 32 32 35 77 145 257

Desv. Pad. 0,41 0,41 0,84 1,21 0,52 0,89 0,89 1,87 3,64

Coef. Var. 0,10% 0,29% 0,44% 3,82% 1,60% 2,56% 1,16% 1,29% 1,42%

112


Bloco


valente (mm)


00-12-03 390 141 191 31 32 35 78 146 254

00-12-07 391 141 191 32 31 34 78 146 246

00-12-08 390 141 191 33 33 34 78 144 256

00-12-09 390 141 190 32 32 33 76 145 249

00-12-14 391 141 191 31 32 32 78 146 246

00-12-15 391 141 191 32 31 34 77 146 246

Média 391 141 191 32 32 34 78 146 249

Desv. Pad. 0,55 0,00 0,41 0,75 0,75 1,03 0,84 1,17 4,78

Coef. Var. 0,14% 0,00% 0,21% 2,36% 2,36% 3,07% 1,08% 0,80% 1,92%


Bloco


valente (mm)


00-15-06 391 141 191 32 32 35 78 146 253

00-15-07 391 141 191 32 31 34 78 146 246

00-15-08 391 141 191 33 33 35 78 145 263

00-15-11 390 140 190 32 32 35 77 145 254

00-15-13 389 141 191 32 32 34 78 145 252

00-15-16 390 142 191 31 33 35 78 144 269

Média 390 141 191 32 32 35 78 145 254

Desv. Pad. 0,82 0,63 0,41 0,63 0,75 0,52 0,41 0,75 4,89

Coef. Var. 0,21% 0,45% 0,21% 1,98% 2,34% 1,49% 0,52% 0,52% 1,93%


Bloco


valente (mm)


10-06-11 389 140 189 31 32 35 78 146 10-06-11

10-06-12 390 141 188 32 33 36 77 145 10-06-12

10-06-15 390 140 189 32 31 35 78 146 10-06-15

10-06-16 389 141 189 32 33 36 76 144 10-06-16

10-06-19 390 140 188 32 31 34 77 146 10-06-19

10-06-20 389 141 188 33 32 35 76 144 10-06-20

Média 390 141 189 32 32 35 77 145 255

Desv. Pad. 0,55 0,55 0,55 0,63 0,89 0,75 0,89 0,98 6,51

Coef. Var. 0,14% 0,39% 0,29% 1,98% 2,80% 2,14% 1,16% 0,68% 2,56%

113


Bloco


valente (mm)


10-09-01 390 141 191 33 32 35 75 144 10-09-01

10-09-02 390 141 191 32 31 34 78 146 10-09-02

10-09-03 390 140 191 31 32 35 78 146 10-09-03

10-09-06 389 140 189 32 32 35 78 146 10-09-06

10-09-07 390 141 190 31 31 35 77 145 10-09-07

10-09-22 390 141 189 32 32 35 76 145 10-09-22

Média 390 141 190 32 32 35 77 145 252

Desv. Pad. 0,41 0,52 0,98 0,75 0,52 0,41 1,26 0,82 3,50

Coef. Var. 0,10% 0,37% 0,52% 2,36% 1,63% 1,17% 1,64% 0,56% 1,39%


Bloco


valente (mm)


10-12-01 391 141 191 31 33 36 77 146 10-12-01

10-12-02 391 140 191 32 32 35 76 145 10-12-02

10-12-09 390 141 191 32 32 35 76 146 10-12-09

10-12-10 390 141 191 31 31 34 78 146 10-12-10

10-12-11 390 141 190 32 32 35 77 146 10-12-11

10-12-12 390 142 190 32 33 36 78 145 10-12-12

Média 390 141 191 32 32 35 77 146 255

Desv. Pad. 0,52 0,63 0,52 0,52 0,75 0,75 0,89 0,52 5,68

Coef. Var. 0,13% 0,45% 0,27% 1,63% 2,34% 2,14% 1,16% 0,35% 2,23%


Bloco


valente (mm)


10-15-04 389 141 189 33 32 36 78 145 10-15-04

10-15-05 389 141 189 31 33 36 78 145 10-15-05

10-15-06 390 141 189 32 31 34 77 146 10-15-06

10-15-07 390 140 190 31 32 35 78 146 10-15-07

10-15-09 389 141 191 33 33 36 76 144 10-15-09

10-15-14 390 140 190 31 32 35 78 146 10-15-14

Média 390 141 190 32 32 35 78 145 256

Desv. Pad. 0,55 0,52 0,82 0,98 0,75 0,82 0,84 0,82 6,07

Coef. Var. 0,14% 0,37% 0,43% 3,09% 2,34% 2,31% 1,08% 0,56% 2,37%

114


Bloco


valente (mm)


20-06-05 390 141 188 32 32 36 76 145 20-06-05

20-06-12 390 141 188 33 32 36 76 145 20-06-12

20-06-13 390 140 190 32 32 36 76 145 20-06-13

20-06-15 390 140 189 32 32 34 78 146 20-06-15

20-06-16 390 141 188 33 33 36 78 146 20-06-16

20-06-20 390 141 190 33 33 36 76 144 20-06-20

Média 390 141 189 33 32 36 77 145 257

Desv. Pad. 0,00 0,52 0,98 0,55 0,52 0,82 1,03 0,75 3,86

Coef. Var. 0,00% 0,37% 0,52% 1,69% 1,60% 2,29% 1,35% 0,52% 1,50%


Bloco


valente (mm)


20-09-05 390 140 189 31 33 36 76 145 262

20-09-06 389 140 190 32 31 35 78 145 249

20-09-13 390 141 189 32 31 36 78 145 251

20-09-14 389 140 190 32 32 35 78 145 254

20-09-15 389 140 190 32 31 34 78 146 247

20-09-16 389 141 189 33 33 36 76 144 262

Média 389 140 190 32 32 35 77 145 254

Desv. Pad. 0,52 0,52 0,55 0,63 0,98 0,82 1,03 0,63 6,40

Coef. Var. 0,13% 0,37% 0,29% 1,98% 3,09% 2,31% 1,34% 0,44% 2,52%


Bloco


valente (mm)


20-12-05 390 140 190 31 32 35 78 145 254

20-12-06 390 141 191 31 32 36 77 146 256

20-12-07 390 141 190 32 32 34 77 146 251

20-12-08 390 141 191 33 33 36 76 144 262

20-12-13 389 140 190 31 33 36 76 145 262

20-12-14 390 140 190 31 32 35 78 146 254

Média 390 141 190 32 32 35 77 145 257

Desv. Pad. 0,41 0,55 0,52 0,84 0,52 0,82 0,89 0,82 4,46

Coef. Var. 0,10% 0,39% 0,27% 2,66% 1,60% 2,31% 1,16% 0,56% 1,74%

115


Bloco


valente (mm)


20-15-02 391 141 191 32 31 34 76 146 246

20-15-03 391 141 191 32 32 35 78 146 253

20-15-13 390 141 191 33 33 36 76 144 262

20-15-14 391 141 191 31 32 34 77 146 251

20-15-15 390 140 191 32 32 35 77 146 254

20-15-16 391 141 190 33 33 36 76 146 261

Média 391 141 191 32 32 35 77 146 254

Desv. Pad. 0,52 0,41 0,41 0,75 0,75 0,89 0,82 0,82 6,12

Coef. Var. 0,13% 0,29% 0,21% 2,34% 2,34% 2,56% 1,06% 0,56% 2,41%

116

APÊNDICE B – RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO

A seguir são apresentadas as planilhas dos valores encontrados nos ensaios

de resistência à compressão.

Tabela B 1 - Resultados de resistência a compressão do traço 00-06

7 dias

Bloco

Dimensões (mm) Área Bruta (mm²)

Massa (Kg)

Carga (Tf)

Resistência à Compressão

(MPa) Largura Altura Comp.

00-06-04 390 141 190 54990 13,46 39,84 7,10

00-06-09 392 140 189 54880 13,80 47,04 8,41

00-06-10 390 140 190 54600 13,52 50,04 8,99

00-06-11 392 140 190 54880 13,64 47,88 8,56

00-06-12 390 141 190 54990 14,02 54,45 9,71

00-06-15 391 141 189 55131 13,24 45,12 8,03

Média 8,47

Limite Inferior Ψ6 . f1 6,32

fbk, est 6,72

fbk 6,72

28 dias

Blocos


Massa (Kg)

Carga (KN)



00-06-06 390 140 190 54600 13,60 55,76 10,01

00-06-18 390 141 189 54990 13,80 58,48 10,43

00-06-17 390 141 191 54990 13,80 53,72 9,58

00-06-19 389 140 189 54460 13,70 50,49 9,09

00-06-20 390 141 189 54990 13,96 54,74 9,76

00-06-23 391 141 189 55131 13,50 47,09 8,38

Média 9,54


fbk, est 8,30

fbk 8,30

117


7 dias

Bloco


Massa (Kg)

Carga (Tf)



00-09-02 389 140 190 54460 13,78 32,85 5,92

00-09-04 391 141 190 55131 13,84 39,06 6,95

00-09-06 390 140 190 54600 13,64 36,90 6,63

00-09-08 390 140 189 54600 13,68 36,72 6,60

00-09-17 390 140 190 54600 13,62 27,99 5,03

00-09-19 390 140 190 54600 13,40 37,26 6,69

Média 6,30


fbk, est 5,40

fbk 5,40

28 dias

Blocos


Massa (Kg)

Carga (KN)



00-09-05 390 141 190 54990 14,12 41,86 7,47

00-09-10 390 140 191 54600 13,60 36,80 6,61

00-09-12 389 141 191 54849 13,82 36,46 6,52

00-09-13 390 141 191 54990 13,48 37,49 6,69

00-09-16 390 141 191 54990 13,86 34,85 6,21

00-09-20 390 141 189 54990 13,80 43,13 7,69

Média 6,86


fbk, est 5,71

fbk 5,71

118


7 dias

Bloco


Massa (Kg)

Carga (Tf)



00-12-10 391 140 191 54740 13,74 30,10 5,39

00-12-12 390 140 189 54600 13,48 25,70 4,62

00-12-17 390 140 191 54600 13,50 27,40 4,92

00-12-18 390 140 190 54600 13,30 25,10 4,51

00-12-19 390 141 190 54990 13,58 32,20 5,74

00-12-20 390 140 190 54600 13,88 35,00 6,29

Média 5,24


fbk, est 3,79

fbk 4,11

28 dias

Blocos


Massa (Kg)

Carga (KN)



00-12-03 390 141 191 54990 13,82 42,90 7,65

00-12-07 391 141 191 55131 13,26 34,76 6,18

00-12-08 390 141 191 54990 13,52 27,72 4,94

00-12-09 390 141 190 54990 13,74 33,33 5,94

00-12-14 391 141 191 55131 13,64 30,03 5,34

00-12-15 391 141 191 55131 13,40 32,45 5,77

Média 5,97


fbk, est 3,62

fbk 4,40

119


7 dias

Bloco


Massa (Kg)

Carga (Tf)



00-15-12 393 140 190 55020 14,38 24,00 4,28

00-15-15 393 141 190 55413 13,24 21,76 3,85

00-15-17 392 142 190 55664 13,92 21,60 3,81

00-15-18 394 142 190 55948 13,24 20,56 3,60

00-15-19 392 142 192 55664 13,16 18,16 3,20

00-15-20 392 140 189 54880 13,68 20,32 3,63

Média 3,73


fbk, est 2,96

fbk 2,96

28 dias

Blocos


Massa (Kg)

Carga (KN)



00-15-06 391 141 191 55131 13,66 28,60 5,09

00-15-07 391 141 191 55131 13,36 30,58 5,44

00-15-08 391 141 191 55131 13,50 22,44 3,99

00-15-11 390 140 190 54600 13,40 22,00 3,95

00-15-13 389 141 191 54849 13,80 24,20 4,33

00-15-16 390 142 191 55380 13,44 25,08 4,44

Média 4,54


fbk, est 3,77

fbk 3,77

120


7 dias

Bloco


Massa (Kg)

Carga (Tf)



10-06-01 389 140 190 54460 14,74 61,00 10,98

10-06-02 391 140 189 54740 14,02 59,40 10,64

10-06-03 389 141 190 54849 13,90 60,90 10,89

10-06-04 390 141 189 54990 14,30 39,90 7,12

10-06-13 388 141 191 54708 14,66 48,60 8,71

10-06-14 391 140 190 54740 13,88 54,60 9,78

Média 9,69


fbk, est 7,87

fbk 7,87

28 dias

Blocos


Massa (Kg)

Carga (KN)



10-06-11 389 140 189 54460 13,40 58,95 10,62

10-06-12 390 141 188 54990 13,90 65,25 11,64

10-06-15 390 140 189 54600 13,54 61,20 10,99

10-06-16 389 141 189 54849 14,30 68,04 12,17

10-06-19 390 140 188 54600 13,40 62,25 11,18

10-06-20 389 141 188 54849 13,84 53,25 9,52

Média 11,02


fbk, est 9,41

fbk 9,41

121


7 dias

Bloco


Massa (Kg)

Carga (Tf)



10-09-05 390 140 190 54600 14,46 37,80 6,79

10-09-08 391 141 190 55131 14,08 34,56 6,15

10-09-13 391 140 191 54740 14,22 43,56 7,80

10-09-14 391 140 190 54740 13,96 33,75 6,05

10-09-15 392 140 190 54880 14,88 30,96 5,53

10-09-16 390 140 190 54600 13,84 36,18 6,50

Média 6,47


fbk, est 4,60

fbk 4,92

28 dias

Blocos


Massa (Kg)

Carga (KN)



10-09-01 390 141 191 54990 13,88 38,88 6,93

10-09-02 390 141 191 54990 13,56 44,40 7,92

10-09-03 390 140 191 54600 13,86 51,60 9,27

10-09-06 389 140 189 54460 13,76 46,20 8,32

10-09-07 390 141 190 54990 13,58 45,84 8,17

10-09-22 390 141 189 54990 13,74 42,96 7,66

Média 8,05


fbk, est 6,34

fbk 6,34

122


7 dias

Bloco


Massa (Kg)

Carga (Tf)



10-12-03 390 140 192 54600 13,92 33,00 5,93

10-12-04 390 141 190 54990 14,36 30,00 5,35

10-12-07 390 140 190 54600 13,68 25,60 4,60

10-12-17 390 140 189 54600 14,02 33,00 5,93

10-12-18 390 140 190 54600 13,58 33,00 5,93

10-12-19 389 140 190 54460 13,30 22,00 3,96

Média 5,28


fbk, est 4,38

fbk 4,38

28 dias

Blocos


Massa (Kg)

Carga (KN)



10-12-01 391 141 191 55131 14,22 29,04 5,17

10-12-02 391 140 191 54740 13,52 37,07 6,64

10-12-09 390 141 191 54990 13,72 36,63 6,53

10-12-10 390 141 191 54990 13,54 34,98 6,24

10-12-11 390 141 190 54990 13,66 28,93 5,16

10-12-12 390 142 190 55380 13,90 37,40 6,62

Média 6,06


fbk, est 5,25

fbk 5,25

123


7 dias

Bloco


Massa (Kg)

Carga (Tf)



10-15-01 393 140 188 55020 13,72 14,24 2,54

10-15-02 392 140 189 54880 13,44 19,12 3,42

10-15-03 392 140 189 54880 13,66 14,16 2,53

10-15-10 390 141 190 54990 13,86 18,64 3,32

10-15-11 392 141 191 55272 14,06 20,40 3,62

10-15-12 392 140 190 54880 14,44 25,68 4,59

Média 3,34


fbk, est 1,58

fbk 2,25

28 dias

Blocos


Massa (Kg)

Carga (KN)



10-15-04 389 141 189 54849 13,58 21,36 3,82

10-15-05 389 141 189 54849 13,56 19,92 3,56

10-15-06 390 141 189 54990 13,16 15,84 2,82

10-15-07 390 140 190 54600 13,26 18,24 3,28

10-15-09 389 141 191 54849 13,90 19,44 3,48

10-15-14 390 140 190 54600 13,26 19,44 3,49

Média 3,41


fbk, est 2,83

fbk 2,83

124


7 dias

Bloco


Massa (Kg)

Carga (Tf)



20-06-01 391 140 189 54740 13,49 41,25 7,39

20-06-03 390 140 190 54600 13,34 43,78 7,86

20-06-04 392 141 189 55272 13,68 42,90 7,61

20-06-09 391 142 188 55522 13,80 47,52 8,39

20-06-10 392 140 189 54880 13,12 39,93 7,14

20-06-11 390 141 189 54990 13,50 42,35 7,55

Média 7,66


fbk, est 6,63

fbk 6,63

28 dias

Blocos


Massa (Kg)

Carga (KN)



20-06-05 390 141 188 54990 13,44 48,44 8,64

20-06-12 390 141 188 54990 14,16 56,56 10,09

20-06-13 390 140 190 54600 14,16 61,10 10,97

20-06-15 390 140 189 54600 13,10 44,24 7,95

20-06-16 390 141 188 54990 13,54 46,90 8,36

20-06-20 390 141 190 54990 13,60 45,50 8,11

Média 7,66


fbk, est 6,63

fbk 6,63

125


7 dias

Bloco


Massa (Kg)

Carga (Tf)



20-09-01 391 140 190 54740 13,94 27,63 4,95

20-09-02 390 142 190 55380 13,64 36,63 6,49

20-09-04 392 142 190 55664 14,40 34,74 6,12

20-09-10 390 141 189 54990 13,62 30,15 5,38

20-09-17 391 141 190 55131 14,28 40,05 7,12

20-09-20 390 140 190 54600 14,44 32,85 5,90

Média 5,99


fbk, est 4,41

fbk 4,41

28 dias

Blocos


Massa (Kg)

Carga (KN)



20-09-05 390 140 189 54600 14,32 44,33 7,96

20-09-06 389 140 190 54460 13,94 36,74 6,62

20-09-13 390 141 189 54990 14,10 42,46 7,57

20-09-14 389 140 190 54460 13,54 38,17 6,87

20-09-15 389 140 190 54460 13,26 28,60 5,15

20-09-16 389 141 189 54849 13,74 37,73 6,75

Média 6,82


fbk, est 5,22

fbk 5,22

126


7 dias

Bloco


Massa (Kg)

Carga (Tf)



20-12-03 392 140 190 54880 13,86 27,04 4,83

20-12-04 393 141 189 55413 14,14 30,16 5,34

20-12-10 392 141 190 55272 13,48 29,84 5,29

20-12-11 392 140 190 54880 13,60 19,36 3,46

20-12-12 390 141 191 54990 14,20 23,92 4,27

20-12-15 392 140 188 54880 13,24 23,52 4,20

Média 4,57


fbk, est 3,48

fbk 3,48

28 dias

Blocos


Massa (Kg)

Carga (KN)



20-12-05 390 140 190 54600 13,48 35,28 6,34

20-12-06 390 141 191 54990 13,68 28,20 5,03

20-12-07 390 141 190 54990 13,36 43,80 7,81

20-12-08 390 141 191 54990 13,42 29,28 5,22

20-12-13 389 140 190 54460 13,89 36,72 6,61

20-12-14 390 140 190 54600 13,24 27,48 4,94

Média 5,99


fbk, est 3,44

fbk 4,39

127


7 dias

Bloco


Massa (Kg)

Carga (Tf)



20-15-09 392 141 191 55272 14,02 23,50 4,17

20-15-11 391 141 191 55131 13,64 18,00 3,20

20-15-12 391 140 191 54740 14,14 20,60 3,69

20-15-17 392 141 190 55272 13,40 22,00 3,90

20-15-18 392 139 188 54488 12,86 18,40 3,31

20-15-20 391 140 188 54740 13,60 18,30 3,28

Média 3,59


fbk, est 2,78

fbk 2,85

28 dias

Blocos


Massa (Kg)

Carga (KN)



20-15-02 391 141 191 55131 13,54 27,30 4,86

20-15-03 391 141 191 55131 13,68 22,00 3,91

20-15-13 390 141 191 54990 13,76 19,70 3,51

20-15-14 391 141 191 55131 13,36 23,00 4,09

20-15-15 390 140 191 54600 13,40 19,20 3,45

20-15-16 391 141 190 55131 13,90 27,00 4,80

Média 4,10


fbk, est 3,05

fbk 3,07

128

APÊNDICE C – ABSORÇÃO DE ÁGUA

A seguir são apresentadas as planilhas dos valores experimentais do ensaio

de absorção de água.

Tabela C 1 – Valores de absorção de água para o teor de Substituição 00

Traço Bloco Massa seca estufa (Kg)

Massa úmida (Kg)

Absorção (%)

Desvio padrão


00-06

00-06-03 13,06 13,96 6,45%

0,27% 4,26% 00-06-07 13,80 14,68 5,99%

00-06-08 13,44 14,37 6,47%

00-09

00-09-09 13,84 14,78 6,36%

0,39% 6,06% 00-09-11 13,00 13,94 6,74%

00-09-15 13,54 14,40 5,97%

00-12

00-12-01 13,86 14,70 5,71%

0,94% 13,95% 00-12-02 13,12 14,10 6,95%

00-12-11 12,96 14,02 7,56%

00-15

00-15-03 13,06 14,16 7,77%

0,22% 2,90% 00-15-05 13,40 14,46 7,33%

00-15-14 12,96 14,02 7,56%



Massa úmida (Kg)

Absorção (%)

Desvio padrão


10-06

10-06-18 13,32 14,26 6,59%

0,50% 8,34% 10-06-17 13,78 14,60 5,62%

10-06-05 13,42 14,26 5,89%

10-09

10-09-11 13,56 14,52 6,61%

0,42% 6,41% 10-09-12 13,60 14,62 6,98%

10-09-24 14,38 15,32 6,14%

10-12

10-12-06 13,38 14,38 6,95%

0,21% 2,96% 10-12-14 13,34 14,40 7,36%

10-12-15 13,16 14,16 7,06%

10-15

10-15-10 12,86 14,04 8,40%

1,06% 14,37% 10-15-15 12,82 13,68 6,29%

10-15-16 13,06 14,12 7,51%

129



Massa úmida (Kg)

Absorção (%)

Desvio padrão


20-06

20-06-06 13,14 14,00 6,14%

0,29% 4,93% 20-06-07 13,20 13,98 5,58%

20-06-08 13,08 13,88 5,76%

20-09

20-09-03 13,66 14,48 5,66%

0,70% 10,81% 20-09-09 13,26 14,24 6,88%

20-09-19 13,56 14,56 6,87%

20-12

20-12-01 13,64 14,60 6,58%

0,07% 1,11% 20-12-09 13,60 14,54 6,46%

20-12-16 13,22 14,13 6,44%

20-15

20-15-01 13,46 14,58 7,68%

0,91% 12,07% 20-15-07 13,04 14,24 8,43%

20-15-10 13,00 13,92 6,61%

DIEGO LIMA CHECHIN CAMACHO ARREBOLA ESTUDO DA … · ABCP Associação Brasileira de Cimento...

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